氣升式發(fā)酵罐(ALR）也是使用較廣泛的生物反應(yīng)器。這種反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡單，細(xì)菌污染少，溶解氧效率高，能耗低的優(yōu)點(diǎn)。

氣升式發(fā)酵罐有很多類型，常見的有氣舉循環(huán)，鼓泡和空氣噴射。在生物工業(yè)中廣泛使用的氣提發(fā)酵罐包括氣提內(nèi)循環(huán)發(fā)酵罐，包括氣體和液體的雙噴射氣提循環(huán)發(fā)酵罐，具有多層分配板的塔式氣提發(fā)酵罐。起泡罐是原始的曝氣發(fā)酵罐，起泡反應(yīng)器沒有偏轉(zhuǎn)管，因此無法控制液體的定向流動。接下來，我們將以氣體提升回路反應(yīng)器的工作原理為例進(jìn)行說明。

氣升式發(fā)酵罐工作原理

氣升式發(fā)酵罐將發(fā)酵分為上升區(qū)（在分流筒中）和下降區(qū)，因?yàn)榉磻?yīng)器沒有攪拌器，在中心有支管。（在導(dǎo)管的外部）在上升區(qū)的底部安裝了空氣噴嘴或環(huán)形空氣分配管，并且在空氣分配管下方設(shè)有許多噴孔。加壓的無菌空氣通過噴嘴或噴孔噴入發(fā)酵液中，通過空氣噴嘴噴出的空氣速度可以達(dá)到250-300（m/s）。無菌空氣高速噴射到立管上，并通過氣液混合物。由于湍流，氣泡被細(xì)碎并粘附在導(dǎo)管中的發(fā)酵液上，以將溶解的氧氣提供給發(fā)酵液。

由于由偏轉(zhuǎn)器形成的氣液混合物的密度降低以及壓縮空氣的射流能量，偏轉(zhuǎn)器中的液體向上移動。到達(dá)反應(yīng)器的上部液位后，由氣體產(chǎn)生的一些氣泡被破壞并排放出二氧化碳。在反應(yīng)器的上部空間中，排出了一些氣體的發(fā)酵液在導(dǎo)管的上部。從導(dǎo)管流到導(dǎo)管外部，由于少量的氣體，導(dǎo)管外部的發(fā)酵液減少，密度升高，發(fā)酵罐再次進(jìn)入提升管。它形成循環(huán)流以實(shí)現(xiàn)混合和溶解氧傳質(zhì)。

氣升式發(fā)酵罐的主要特點(diǎn)

與機(jī)械攪拌的發(fā)酵罐相比，可節(jié)省70％-80％的電力并節(jié)省成本。

無菌操作非?？煽浚撛O(shè)備沒有動態(tài)密封設(shè)備，沒有泄漏，設(shè)備中沒有死角，徹底消毒，大大降低了細(xì)菌污染的可能性。

高效的熱和氧傳遞，可以支持所有地區(qū)和季節(jié)發(fā)酵生產(chǎn)各種需氧微生物。

提高產(chǎn)量和轉(zhuǎn)化率。該裝置的機(jī)械剪切力幾乎不破壞微生物。另外，由于有足夠的溶解氧和及時的除熱功能，為微生物提供了良好的生長環(huán)境，有效促進(jìn)了新陳代謝，加速了產(chǎn)物的積累，大大提高了產(chǎn)物的收率和轉(zhuǎn)化率。

易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模自動化，設(shè)備的容量從0.02m3到200m3、在制造，安裝，操作和維護(hù)方面沒有困難。該設(shè)備的控制系數(shù)低于混合罐的控制系數(shù)，易于實(shí)現(xiàn)自動控制。

該設(shè)備的特點(diǎn)是運(yùn)行噪音低，負(fù)載系數(shù)高，并且基本上不需要維護(hù)。設(shè)備投資比混合罐低約20％。同樣，可以在不改變外部尺寸的情況下更換原始的機(jī)械混合箱。