工作原理
利用空气喷嘴喷出高速的空气,空气以气泡式分散于液体中,在通气的一侧,液体平均密度下1降,在不通气的一侧,液体密度较大,因而产生与通气侧的液体产生密度差,从而形成内液体的环流。有多种形式,,较常见的有内循环管式,外循环管式、拉力筒式和垂直隔板式。外循环式的循环管设计在罐体外部,内循环管是两根,设计罐体内部。在气升式发酵罐中,循环管的高度一般不高于。罐内液面不高于循环管出口,且不低于环流出口。气升式发酵罐的优点是能耗低,液体中的煎切作用小,结构简单。在同样的能耗下,其氧传递能力比机械搅拌是通气发酵罐要高得多。
2主要优点
(1) 结构简单, 基本原理也不复杂, 与带搅拌桨的浆式反应器相比能耗较低
(2) 依靠气体产生定向循环, 而非类机械设备, 流动形式确定, 液体循环强烈, 内部无运动部件,具有较小的剪切应力,能量耗散很均匀,对剪切力敏感物料具有特别重要的意义;
(3) 与传统的鼓泡塔相比, 其可操作量的气体和液体流速范围大得多;
(4) 供气效率高, 升气管中通气可大于鼓泡反应器进气量, 有利于好氧类反应;
(5) 流化效果好, 可以是固体颗粒, 甚至较重的颗粒完全保持悬浮状态。
3主要缺点
(1) 需要非常大的空气吞吐量;
(2) 相间混和接触较差;
(3) 当循环的和操作条件发生变化时, 底物、营养物和氧的量不能保持一致;
(4) 混和与通气是耦合问题, 也即很难在不改变通气的条件下改善混和状况。
4应用范围
广泛用于大规模生产。但不适用于高黏度或含大量固体的培养液。