氣體攪拌塔式生物反應(yīng)器課件

鼓泡塔式生物反應(yīng)器2013-12-15目錄簡(jiǎn)介特性示例氣體攪拌塔式生物反應(yīng)器該類反應(yīng)器是一種氣體攪拌的、高徑比較大的塔式生物反應(yīng)器。流體的流動(dòng)與混合主要依靠壓縮空氣所帶入的能量。該類反應(yīng)器適合于對(duì)剪切力敏感的動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)和生產(chǎn)規(guī)模較大的生物反應(yīng)過程，例如單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)和廢水的生物處理。此類反應(yīng)器中，最具代表性的是鼓泡塔反應(yīng)器和氣升式反應(yīng)器。1流動(dòng)特性根據(jù)其流動(dòng)特性，可將鼓泡反應(yīng)器內(nèi)流體的流動(dòng)狀況分為三個(gè)區(qū)域：a、均勻鼓泡區(qū)b、栓塞流區(qū)c、湍流鼓泡區(qū)a、均勻鼓泡區(qū)現(xiàn)象：氣體表觀速度≤0.05m/s時(shí)，所有氣泡呈分散狀態(tài)，其大小均勻，相互作用很小，并以相同速度上升而無氣相的返混，此時(shí)液體亦不存在循環(huán)流，而僅存由氣泡尾流的卷吸作用所引起的液體擾動(dòng)。b、栓塞流區(qū)又稱節(jié)涌流區(qū)?，F(xiàn)象：

氣體表觀速度＞0.05m/s時(shí)，即在其液泛點(diǎn)以上時(shí)，若反應(yīng)器塔徑較?。碊＞0.1m），則小氣泡會(huì)通過聚并而形成與塔徑相同的大氣泡，進(jìn)而形成穩(wěn)定的氣栓，導(dǎo)致氣液兩相的分離，而處在大氣泡之間的則是僅含小氣泡的氣液兩相流。液泛點(diǎn)：在逆流接觸的氣-液反應(yīng)器或傳質(zhì)分離設(shè)備中，氣體從下往上流動(dòng)。當(dāng)氣體的流速增大至某一數(shù)值，液體被氣體阻攔不能向下流動(dòng)，愈積愈多，最后從塔頂溢出，稱為液泛。產(chǎn)生液泛時(shí)的氣體速度或連續(xù)相速度稱為液泛速度；這種操作狀態(tài)稱為液泛點(diǎn)。c、湍流鼓泡區(qū)現(xiàn)象：氣體表觀速度在液泛點(diǎn)以上時(shí)，反應(yīng)器直徑D＞0.2m時(shí)，小氣泡會(huì)聚并為大氣泡且形成氣泡簇，但氣泡直徑不會(huì)達(dá)到反應(yīng)器直徑（反應(yīng)器直徑較大）。

但由于大氣泡上升速度快于小氣泡，造成了大小氣泡在反應(yīng)器內(nèi)不能形成穩(wěn)定的速度分布，導(dǎo)致大小氣泡停留時(shí)間不同，氣相存在返混現(xiàn)象。

對(duì)液相，一部分沿塔的中心而上升，另一部分則沿塔壁下降，形成了液體的循環(huán)流。3、鼓泡反應(yīng)器的改善采用較大的高徑比和較大的通氣量，有利于塔內(nèi)氣含率和氧的傳遞速率；內(nèi)置多孔篩板，可延長(zhǎng)氣液接觸時(shí)間；并通過不斷形成新的氣液界面，減小液膜阻力，提高氧傳遞速率和利用率。

另外，篩板上降液口亦有助于液體的循環(huán)流動(dòng)，

促進(jìn)了液體的混合。實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)果分析塔高是不能忽視的影響因素，塔底和塔頂之間的靜態(tài)壓力使得氧溶解度逐漸下降。體積傳質(zhì)系數(shù)Kla對(duì)氧溶解率的影響：較大的Kla使得體系更快地達(dá)到氣液飽和。氣體表觀速度和大氣壓對(duì)氧溶解率的影響經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出的KLa值和