带升式发酵罐

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1、带升式发酵罐带升式发酵罐是以气体为动力，靠导流装置的引导，形成气液混合物的总体 有效循环。罐内分为上升管和下降管。从上升管通入气体，使管内气体含量升高， 密度变小，气液混合物向上升，气泡变大，至液面处气泡破裂，气体由排气口排 出。剩下的气液混合物密度较上升管内的气液混合物大，由下降管下降，从而形 成循环。（1）结构 根据上升管和下降管的布置方式不同，带升式发酵罐可分为两类：一类为内 循环式，上升管和下降管都在反应器内，循环在反应器中进行，结构较紧凑，如 图 6.7-3（ 1 ）所示。多数内循环发酵罐内置同心轴导流筒，也有内置偏心轴导流 筒或隔板的。另一类是外循环式，通常将下降管置于发酵罐外部，

2、以便加强传热， 如图 6.7-3（2）所示。其主要结构包括：罐体、上升管、空气喷嘴。p-X内循环俪环排气 空气图 6.7-3 带升式发酵罐（2）特点 反应溶液分布均匀，气液固三相均匀混合； 溶氧速率和溶氧效率较高； 剪切力小，对生物细胞损伤小； 传热良好，同时便于在外循环管路加装换热器； 结构简单，冷却面积小，易于加工制造； 维修、操作及清洗简便，可减少染菌机会； 料液填充系数达 8090，而不需加消泡剂； 要求通风量和通风压头较高，使空气净化工段的负荷增加，对于黏度较大 的发酵液，溶解氧系数较低。（3）工作机理在环流管底设有空气喷嘴，空气在喷嘴口以250300m/ S的高速喷人环流 管，由于

3、喷射作用，气泡被分散于液体中，借助于环流管内气液混合物的密度与 反应主体之间的密度差，使管内气液混合物连续循环流动。罐内培养液中的溶解 氧由于菌体的代谢而逐渐减小，当其通过环流管时，由于气液接触而达到饱和。（4）影响带升式罐性能的主要因素 影响空气消耗量的因素、循环周期必须符合菌种发酵的需要； 液面到喷嘴缩孔的垂直高度。由于空气流动和空气的浮力作用，使升液管 与罐之间产生压力差，使醪液不断循环。液面到喷嘴缩孔的垂直高度越大，压力 差也越大，醪液循环量及空气提升能力就越大； 液面至升液管出口高度。当罐内实际液面低于升液管液体出口时，醪液循 环量和升液效率都明显下降，液面越低，效率越低。当罐内液面

4、与上升管出口相 平时，醪液循环量和升液效率都达到最大。当液面高过上升管出口时，对提高效 率没有明显影响； 摩擦阻力。尽量缩短循环管的总当量长度，按最短线路安装循环管和选用 阻力较小的管件。并尽量采用单管式，而不采用直径较小的多管式，以减小摩擦 阻力。上升管的出口应在发酵罐侧壁，以切线方向与罐相接，这样管道阻力小， 总扬程大大减小，可以提高升液能力； 喷嘴前后压力差。压力差增大，醪液循环量增大，因而缩短循环周期； 罐内压力。当罐内压力逐步升高时，醪液循环量及空气提升能力都逐步下 降，但变化不大，从经济上考虑，没有特殊必要，最好采用低压操作； 喷嘴直径。喷嘴较小时，醪液循环量也较小，通常在空气压力较低时，应 采用较大直径的喷嘴。相反，如果空气的压力较高时，喷嘴直径可以缩小。具有 适当直径的喷嘴才能保证气泡分割细碎，与发酵液均匀接触，增加溶氧系数。