分析一下生物发酵罐的原理及特性

　　生物发酵罐的工作原理：

　　生物发酵罐中没有搅拌器，中间有导管。发酵痰分为上升区(在引流管内)和下降区(在引流管外)，空气喷嘴安装在上升区的下部，或环形空气分配管具有多个空气分配管下方的孔。加压的无菌空气通过喷嘴或孔口喷入发酵液中。从空气喷嘴注入的气体速度可达到250?300(m/s)，无菌空气通过气液混合物高速喷入立管。湍流作用使气泡分成细小碎片，并与引流管中的发酵液紧密接触，以提供发酵液溶解氧气。

　　由于在引流管中形成的气液混合物的密度降低，并且增加了压缩空气的流能，因此导管中的液体向上移动;到达反应器的上表面后，一部分气泡破裂，二氧化碳被排出。在反应器的上部空间中，用于排出一部分气体的发酵液从导管的外部流向流量管的外部，导管外部的发酵液的气体含量少，密度增加。发酵液下降，然后再次进入提升管。形成循环流以实现混合和溶解氧传质。

　　生物发酵罐特性

　　上面已经简要提到了气体上升回路反应器的特性。由于发酵罐中没有搅拌器，并且存在定向循环流，因此有许多优点，下面将对此进行详细说明。

　　(1)反应溶液的均匀分布：气-液-固三相的均匀混合以及溶液组分的混合和分散是生物反应器的共同要求，并影响其流动，混合和停留时间的分布。对于许多间歇或连续的进料曝气发酵，基质和溶解氧应尽可能均匀地分散，以确保发酵罐中基质的浓度在0.1%至1%的范围内，溶解氧为10%至60%。 30%。这对于需氧生物细胞的生长和产物形成是有利的。另外，还必须避免在发酵罐的表面上形成稳定的泡沫层，以防止生物细胞在表面上的积聚和损害甚至死亡。还有一种中等成分，特别是颗粒状物质，它很容易被淀粉沉淀，应该悬浮并分散。空运回路反应器非常适合这些要求。

　　(2)更高的溶解氧速率和溶解氧效率：空运反应器具有更高的气体滞留率和气-液接触界面，因此具有高的传质速率和溶解氧效率以及体积。溶解氧效率通常高于机械搅拌釜，kLd可达2000h，溶解氧消耗相对较低。

　　(3)剪切力小，发酵罐对生物细胞的损害很小：由于气提反应器不对叶轮进行机械搅拌，因此对细胞的剪切损害可以降低到很低的水平，特别适用于植物细胞和组织的培养。