轉(zhuǎn)鼓式生物反應(yīng)器

轉(zhuǎn)鼓式生物反應(yīng)器（2）轉(zhuǎn)鼓式生物反應(yīng)器2轉(zhuǎn)鼓式生物反應(yīng)器的基本特點(diǎn)是，反應(yīng)器的主體是一個(gè)水平或傾斜的圓柱體，圓柱體統(tǒng)著它的中軸旋轉(zhuǎn)而使反應(yīng)器中的發(fā)酵底物隨之翻動(dòng)，也可以在反應(yīng)器中增加攪拌裝置以強(qiáng)化底物的攪拌程度。如果有通氣，一般是從反應(yīng)器的頂部通入。3由反應(yīng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)而對(duì)底物實(shí)施的攪拌一般是比較溫和的，相對(duì)于其他混合方法，這種方法對(duì)微生物的損傷是比較小的。但是這種反應(yīng)器也比較容易產(chǎn)生底物的結(jié)塊和顆粒間的摩擦，這兩種情況對(duì)于對(duì)摩擦力比較敏感的微生物仍然可以造成較大的損傷。4另外，即使是對(duì)較小的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的反應(yīng)器而言，溫度控制也不是很容易，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)動(dòng)的物體上面加裝夾套是比較困難的，而且這種因難隨著體積的加大而增大。5轉(zhuǎn)鼓式生物反應(yīng)器6轉(zhuǎn)鼓式反應(yīng)器的種類較多，不同類別其復(fù)雜程度差異很大。最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)鼓式是水泥混合器。再?gòu)?fù)雜一點(diǎn)的是轉(zhuǎn)瓶式的，通過一個(gè)接口將轉(zhuǎn)動(dòng)的瓶子和不動(dòng)的蓋子結(jié)合在一起，在不動(dòng)的蓋子上可以加裝各種傳感器探頭以及空氣的進(jìn)、出口。為了使通氣均勻，空氣的進(jìn)、出口一般是在瓶子的倆端。7轉(zhuǎn)鼓式的溫度控制也是比較困難的，控制溫度的辦法主要有：將反應(yīng)器放置在控溫的培養(yǎng)室內(nèi)；將反應(yīng)器部分浸在水浴中，或者用水澆在罐體上降溫。但是這些方法只能用在比較小的規(guī)模上。在轉(zhuǎn)鼓式反應(yīng)器內(nèi)部加裝擋板可以增加其攪拌效果．這種情況下空氣是通過反應(yīng)器的中軸予以供應(yīng)。8轉(zhuǎn)鼓式也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵，有人設(shè)計(jì)了有三個(gè)室的反出器．底物在第一個(gè)室中．并于此室完成接種過程。然后在轉(zhuǎn)鼓式的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)下．底物被依次推人第二室、第三室，最后，產(chǎn)物從第三室排出。9轉(zhuǎn)鼓式反剛器通常為臥式，或略微傾斜．鼓內(nèi)有帶擋板的也有不帶擋板的．有通氣或不通氣的，也有連續(xù)旋轉(zhuǎn)或間歇旋轉(zhuǎn)的。轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速通常低．否則剪切力會(huì)使菌體受損。轉(zhuǎn)鼓式反應(yīng)器與固定床相比．優(yōu)點(diǎn)在于可以防止菌絲體與反應(yīng)器粘連。轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)使筒體內(nèi)的基質(zhì)達(dá)到一定程度的混合．菌體所處環(huán)境比較均一．使傳質(zhì)和傳熱狀況得以改善。10轉(zhuǎn)鼓反應(yīng)器是一個(gè)包括基質(zhì)床層．氣相流動(dòng)空間和轉(zhuǎn)鼓壁等組成的多相反應(yīng)系統(tǒng)．與傳統(tǒng)固體發(fā)酵反應(yīng)器不同的是，基質(zhì)床層不是鋪成平面，而是由處于滾動(dòng)狀態(tài)的固體培養(yǎng)基顆粒構(gòu)成．占總反應(yīng)器容積的10％～40％。11菌體生長(zhǎng)莊固體顆粒表面．轉(zhuǎn)鼓以較慨的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)（通常為2-3r／min），就如同設(shè)置了攪拌軸進(jìn)而加速傳質(zhì)和傳熱的過程，正是這種巧妙的構(gòu)思使得轉(zhuǎn)鼓式反應(yīng)器以“動(dòng)”區(qū)別于傳統(tǒng)固體發(fā)酵反內(nèi)器的“靜”。12轉(zhuǎn)鼓式反應(yīng)器的主要特色是空氣不是從基質(zhì)的底部吹入而是從基質(zhì)的頂部吹過，空氣和基質(zhì)的熱量和物質(zhì)交換是通過反應(yīng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)來促進(jìn)．在這種反應(yīng)器中．熱量的傳遞主要臺(tái)兩種途徑：一是直接通過對(duì)硫和蒸發(fā)將熱量傳遞到反應(yīng)器的頂部空氣：二是由反應(yīng)器的壁通過傳導(dǎo)傳遞。這種反應(yīng)器可以用于空氣增加基質(zhì)的水分蒸發(fā)來降溫．因?yàn)檫@樣酌反應(yīng)器可以從頂部通過噴水來調(diào)節(jié)基質(zhì)的水分含量。13反應(yīng)器項(xiàng)部空氣和基質(zhì)間的熱量和物質(zhì)傳遞效果與基質(zhì)顆粒的攪拌模式和反四器頂部的空氣有關(guān)。轉(zhuǎn)鼓式反應(yīng)器的裝料系數(shù)一般是0.3。這里以利用甜高粱固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇為例來說明轉(zhuǎn)鼓式生物反應(yīng)器的工藝過程。14原材料的處理。甜高粱用刀去皮，然后剩下的部分地食品處理器剁碎，處理后的剩余部分大小為0.2～7mm。剛剁碎的甜高粱經(jīng)過脫水，保證其按種后的合水量為65%