不銹鋼立式發(fā)酵罐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(fā)酵罐內液體的環(huán)流。
發(fā)酵罐有多種形式,較常見的有內循環(huán)管式,外循環(huán)管式、拉力筒式和垂直隔板式。外循環(huán)式的循環(huán)管設計在罐體外部,內循環(huán)管是兩根,設計罐體內部。
在不銹鋼發(fā)酵罐中,循環(huán)管的高度一般不高于。罐內液面不高于循環(huán)管出口,且不低于環(huán)流出口。發(fā)酵罐的優(yōu)點是能耗低,液體中的煎切作用小,結構簡單。在同樣的能耗下,其氧傳遞能力比機械攪拌是通氣發(fā)酵罐要高得多。
不銹鋼立式發(fā)酵罐主要優(yōu)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(huán),而非離心泵類機械設備,流動形式確定,液體循環(huán)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(tǒng)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(tài)。
不銹鋼立式發(fā)酵罐主要缺點:
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(huán)的有機體和操作條件發(fā)生變化時,底物、營養(yǎng)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。