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新型发酵罐设计:跨学科式的启发

时间: 2018-11-07来源: 作者: J.F wang

引言

      传统的气升式内环流反应器是好氧发酵用的一类有效设备,与传统的机械搅拌式反应器相比,具有低能耗、构造简单、无需轴封、放大容易等特点。 

        一般情况下,气升式内环流反应器设计装液系数0.65。实际生产中,反应器内气液混合物的液面高度可达反应器总高度的90%,在实际运行中,由于气速较大,泡沫与发酵液混和剧烈,使得发酵罐气含率较大,实际装液量达不到额定要求,造成内部环流效果较差。

      本文介绍的这种新型发酵罐解决了气升式内环流反应器的不足,或许可以带给我们新鲜的启发。

    


      如果上图单一使用球形分布器,则培养基的高度很难以控制,降低了效率。为了克服这些缺点,上图采用机械消泡而不用消泡剂,并进行部分改进,使之具有容纳泡沫的空间,促进培养液有效地循环(图1)。

特点 

        为了降低气泡量,增强培养基的循环,需要加大发酵罐上部的直径,因此把导流管道做成收缩状。从导流管道冒出来的泡沫,遇到匀速旋转的叶片时会将泡沫打在罐壁上,从而使其破碎成空气微泡。经过对这些地方的改进,使液体的循环速度加快,旋转桨叶不但控制泡沫产生,而且也产生空气微泡和促进循环, 并使得泡沫迅速变成空气微泡。球形分布器和旋转桨叶产生的空气微泡,使得这种发酵罐的氧传递能力大大高于普通的气升式发酵罐。

优 点

(1)有效减少气泡和加强培养基循环;

(2)极大地提高了kla,增加了空气利用率;(KLa的知识点击分享

(3)可以在近常压下使用。 

缺点:

(1)不便于清洗

编者:

        限于我本人的知识结构的局限,所以无法为大家分享更高级的见解。如果希望了解更多信息,可以参考相关文献。


文献引用 

张庆文《CFD数值模拟用于130 m3气升式内环流发酵罐改造

贾蓓茜《生物制药新型发酵罐综述》

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