氣升式環(huán)流反應(yīng)器是利用反應(yīng)氣體的噴射動(dòng)能和液體的循環(huán)流動(dòng)來(lái)攪動(dòng)反應(yīng)物料，所以具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、易密封、能耗低，也不會(huì)由于機(jī)械攪拌破壞生物細(xì)胞等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于化工、石油化工、生物化工、食品工業(yè)、制藥工程和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。
氣升式環(huán)流反應(yīng)器區(qū)別于普通鼓泡床反應(yīng)器的關(guān)鍵在于其內(nèi)部有一個(gè)導(dǎo)流筒，氣相從導(dǎo)流筒上升或從導(dǎo)流筒外的環(huán)隙上升，由此產(chǎn)生的導(dǎo)流筒內(nèi)外的密度差驅(qū)動(dòng)物料在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行循環(huán),從而實(shí)現(xiàn)氣液混合和必要的停留時(shí)間。
工作原理：
氣升環(huán)流式反應(yīng)器是在反應(yīng)器內(nèi)沒(méi)有攪拌器，其中央有一個(gè)導(dǎo)流筒，將發(fā)酵醪液分為上升區(qū)(導(dǎo)流筒內(nèi))和下降區(qū)(導(dǎo)流筒外)，在上升區(qū)的下部安裝了空氣噴嘴，或環(huán)型空氣分布管，空氣分布管的下方有許多噴孔。加壓的無(wú)菌空氣通過(guò)噴嘴或噴孔噴射進(jìn)發(fā)酵液中，從空氣噴嘴噴入的氣速可達(dá) 250~300(米/秒)，無(wú)菌空氣高速噴入上升管，通過(guò)氣液混合物的湍流作用而使空氣泡分割細(xì)碎，與導(dǎo)流筒內(nèi)的發(fā)酵液密切接觸，供給發(fā)酵液溶解氧。由于導(dǎo)流筒內(nèi)形成的氣液混合物密度降低，加上壓縮空氣的噴流動(dòng)能，因此使導(dǎo)流筒內(nèi)的液體向上運(yùn)動(dòng)；到達(dá)反應(yīng)器上部液面后，一部分氣生泡破碎，二氧化碳排出到反應(yīng)器上部空間，而排出部分氣體的發(fā)酵液從導(dǎo)流筒上邊向?qū)Я魍餐饬鲃?dòng)，導(dǎo)流筒外的發(fā)酵液因氣含率小，密度增大，發(fā)酵液則下降，再次進(jìn)入上升管，形成循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)混合與溶氧傳質(zhì)。
優(yōu)點(diǎn)：
①通入氣體帶動(dòng)流體在整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，溶液混合均勻；
②無(wú)機(jī)械攪拌，無(wú)密封裝置，雜菌污染少，機(jī)械剪切力對(duì)細(xì)胞傷害低；
③液體循環(huán)速度快，反應(yīng)器內(nèi)供氧、傳熱好，耗能低。
