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工作原理

利用空氣噴嘴噴出高速的空氣，空氣以氣泡式分散于液體中，在通氣的一側，液體平均密度下降，在不通氣的一側，液體密度較大，因而產生與通氣側的液體產生密度差，從而形成發酵罐內液體的環流。氣升式發酵罐有多種形式,，較常見的有內循環管式，外循環管式、拉力筒式和垂直隔板式。

外循環式的循環管設計在罐體外部，內循環管是兩根，設計罐體內部。在氣升式發酵罐中，循環管的高度一般不高于，罐內液面不高于循環管出口，且不低于環流出口。氣升式發酵罐的優點是能耗低，液體中的剪切作用小，結構簡單。在同樣的能耗下，其氧傳遞能力比機械攪拌式通氣發酵罐要高得多。

主要優點

（1） 結構簡單， 基本原理也不復雜， 與帶攪拌槳的漿式反應器相比能耗較低

（2） 依靠氣體產生定向循環， 而非離心泵類機械設備， 流動形式確定， 液體循環強烈， 內部無運動部件，具有較小的剪切應力，能量耗散很均勻，對剪切力敏感物料具有特別重要的意義;

（3） 與傳統的鼓泡塔相比， 其可操作量的氣體和液體流速范圍大得多;

（4） 供氣效率高， 升氣管中通氣可大于鼓泡反應器進氣量， 有利于好氧類反應;

（5） 流化效果佳， 可以是固體顆粒， 甚至較重的顆粒保持懸浮狀態。

主要缺點

（1） 需要非常大的空氣吞吐量;

（2） 相間混和接觸較差;

（3） 當循環的有機體和操作條件發生變化時， 底物、營養物和氧的量不能保持一致;

（4） 混和與通氣是耦合問題， 也即很難在不改變通氣的條件下改善混和狀況。

應用范圍

廣泛用于大規模生產單細胞蛋白質。但不適用于高黏度或含大量固體的培養液。

主要特點

◆與機械攪拌式發酵罐相比節電70%-80%，降低成本。

◆無菌操作可靠性高，該設備沒有動密封裝置，無泄露，且設備內無死區，滅菌che底，染雜菌的機會大幅度減少。

◆傳熱和傳氧效率高，可滿足各種好氧性微生物在任何地區和季節里的發酵生產。

◆提高產率、轉化率，設備機械剪切力對微生物的傷害小，加上溶氧充分、熱量移走及時，為微生物提供了一個良好的生長環境，有效地促進了新陳代謝，加速產品積累，使產品的產率和轉化率均有明顯提高。

◆容易實現大型化和自動化，設備體積可從0.02m3到200m3，沒有制造、安裝、操作和維修困難。設備的控制因素比攪拌罐少，容易實現自動化控制。

◆本設備具有工作噪音小，裝料系數高，基本不用維修等特點，設備投資比攪拌罐降低20%左右，另外，在不改變外形尺寸的情況下，可對原有機械攪拌罐進行改造。

主要用途

該設備可廣泛用于抗生素、氨基酸、酶制劑、維生素、有機酸等好氧性發酵過程。在化工方面可用于氣-液、氣-液-固反應過程。在環保方面可用于污水處理。該設備在國內用于谷氨酸、抗生素、黃原膠、糖化酶、檸檬酸生產，設備體積已達到140m3，投入使用后取得了非常顯著的經濟效益。發酵所必須的空氣在靜態混合元件內外上下流動，帶動發酵液循環，促進氣-液充分混合。