大型生物發酵罐是應用廣泛的生物反應設備。這類反應器具有結構簡單、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等優點。有多種類型,生物工業已經大量應用的氣升式發酵罐有氣升內環流發酵罐、氣液雙噴射氣升環流發酵罐、設有多層分布板的塔式氣升發酵罐。而鼓泡罐則是原始的通氣發酵罐,當然鼓泡式反應器內沒有設置導流筒,故未控制液體的主體定向流動。
大型生物發酵罐的優點:
(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)流化效果好,可以是固體顆粒,甚至較重的顆粒*保持懸浮狀態。
大型生物發酵罐廣泛用于抗生素、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。目前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。生物發酵罐原理是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1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。