Lernen wir gemeinsam die Grundlagen der Gärtanks!
Unter Druck stehende sterile Luft wird durch Düsen oder Düsenlöcher in die Fermentationsbrühe eingespritzt, und die von der Luftdüse eingespritzte Luftgeschwindigkeit kann 250 bis 300 (m/s) erreichen, sterile Luft wird mit hoher Geschwindigkeit in das Steigrohr und die Luft gesprüht Blasen werden durch die turbulente Wirkung des Gas-Flüssigkeits-Gemisches, das in engem Kontakt mit der Fermentationsflüssigkeit im Führungsrohr steht, in kleine Stücke geteilt, um gelösten Sauerstoff in der Fermentationsflüssigkeit zuzuführen.
Aufgrund der verringerten Dichte des im Führungsrohr gebildeten Gas-Flüssigkeits-Gemisches und der strahlkinetischen Energie der Druckluft bewegt sich die Flüssigkeit im Führungsrohr nach oben; Nach Erreichen des oberen Flüssigkeitsspiegels des Reaktors wird ein Teil der Gasblasen aufgebrochen, und das Kohlendioxid wird in den oberen Raum des Reaktors abgeführt, und die Fermentationsflüssigkeit, die einen Teil des Gases abgibt, strömt von der Oberseite der Führung Rohr zur Außenseite des Führungsrohrs, die Fermentationsflüssigkeit außerhalb des Umleitungszylinders hat eine geringe Gasrückhalterate und eine Zunahme der Dichte, und die Fermentationsflüssigkeit nimmt ab und tritt erneut in das Steigrohr ein, um eine zirkulierende Strömung zu bilden, um das Mischen zu realisieren und Stofftransport von gelöstem Sauerstoff.
Merkmale von Gärtanks
(1) Die Reaktionslösung ist gleichmäßig verteilt: Gleichmäßiges Mischen von Gas-Flüssigkeit-Feststoff-Dreiphasen und gutes Mischen und Dispergieren von Lösungskomponenten sind übliche Anforderungen an Bioreaktoren, da Strömung, Mischen und Verweilzeitverteilung alle beeinflusst werden. Bei vielen belüfteten Fermentationen mit intermittierender oder kontinuierlicher Beschickung werden das Substrat und der gelöste Sauerstoff so gleichmäßig wie möglich dispergiert, um sicherzustellen, dass die Konzentration des Substrats überall im Fermenter in den Bereich von 0,1 % bis 1 % fällt. Gelöster Sauerstoff beträgt 10 % bis 30 %. Dies ist vorteilhaft für das Wachstum und die Produktproduktion von aeroben biologischen Zellen. Außerdem muss die Bildung einer stabilen Schaumschicht auf der Flüssigkeitsoberfläche des Fermenters vermieden werden, um die Ansammlung von biologischen Zellen darauf und Beschädigungen bis hin zum Tod zu vermeiden. Es gibt auch mittlere Komponenten, insbesondere stärkehaltige körnige Materialien, die leicht abzusetzen sind und suspendiert und dispergiert werden können sollten. Airlift-Schlaufenreaktoren können diese Anforderungen gut erfüllen.
(2) Höhere Gelöstsauerstoffrate und Gelöstsauerstoffeffizienz: Der Airlift-Reaktor hat einen hohen Gasrückhalt und eine spezifische Gas-Flüssigkeits-Kontaktschnittstelle, sodass er eine hohe Stoffübergangsrate und Gelöstsauerstoffeffizienz aufweist. Die volumetrische Sauerstoffeffizienz ist normalerweise höher als die des Fermentationstanks mit mechanischem Rührwerk, der kLd kann 2000 h erreichen und der Stromverbrauch für gelösten Sauerstoff ist relativ gering.
3) Die Scherkraft ist gering und der Fermenter hat wenig Schaden an biologischen Zellen: Da der Airlift-Bioreaktor kein mechanisches Rührflügelrad hat, kann der Scherschaden an den Zellen auf ein niedrigeres Niveau reduziert werden, was besonders für die Kultivierung geeignet ist pflanzliche Zellen und Gewebe.
