De l'air stérile sous pression est injecté dans le bouillon de fermentation par des buses ou des trous de buse, et la vitesse de l'air injectée par la buse d'air peut atteindre 250 ~ 300 (m/s), de l'air stérile est pulvérisé dans le tuyau montant à grande vitesse, et l'air les bulles sont divisées en petits morceaux par l'action turbulente du mélange gaz-liquide, qui est en contact étroit avec le liquide de fermentation dans le tube de guidage pour fournir de l'oxygène dissous dans le liquide de fermentation.
En raison de la densité réduite du mélange gaz-liquide formé dans le tube de guidage et de l'énergie cinétique du jet d'air comprimé, le liquide dans le tube de guidage se déplace vers le haut ; Après avoir atteint le niveau de liquide supérieur du réacteur, une partie des bulles de gaz est brisée et le dioxyde de carbone est évacué dans l'espace supérieur du réacteur, et le liquide de fermentation qui évacue une partie du gaz s'écoule du haut du guide tube à l'extérieur du tube de guidage, le liquide de fermentation à l'extérieur du cylindre de dérivation a un petit taux de rétention de gaz et une augmentation de la densité, et le liquide de fermentation diminue et pénètre à nouveau dans le tuyau ascendant pour former un flux de circulation pour réaliser le mélange et le transfert de masse d'oxygène dissous.
Caractéristiques des cuves de fermentation
(1) La solution de réaction est uniformément répartie : un mélange uniforme de triphasé gaz-liquide-solide et un bon mélange et une bonne dispersion des composants de la solution sont des exigences courantes des bioréacteurs, car le débit, le mélange et la distribution du temps de séjour sont tous affectés. Pour de nombreuses fermentations aérées avec alimentation intermittente ou continue, le substrat et l'oxygène dissous sont dispersés aussi uniformément que possible pour garantir que la concentration du substrat partout dans le fermenteur se situe dans la plage de 0,1% à 1%. L'oxygène dissous est de 10% à 30%. Ceci est bénéfique pour la croissance et la production de produits de cellules biologiques aérobies. De plus, il est nécessaire d'éviter la formation d'une couche de mousse stable à la surface du liquide du fermenteur, afin d'éviter l'accumulation de cellules biologiques sur celle-ci et des dommages ou même la mort. Il existe également des composants moyens, en particulier des matériaux granulaires féculents qui sont faciles à décanter et doivent pouvoir être mis en suspension et dispersés. Les réacteurs à boucle de transport aérien peuvent bien répondre à ces exigences.
(2) Taux d'oxygène dissous et efficacité de l'oxygène dissous plus élevés : le réacteur de transport aérien a une rétention de gaz élevée et une interface de contact gaz-liquide spécifique, il a donc un taux de transfert de masse élevé et une efficacité de l'oxygène dissous. L'efficacité volumétrique de l'oxygène est généralement supérieure à celle de la cuve de fermentation à agitation mécanique, le kLd peut atteindre 2000h et la consommation d'énergie en oxygène dissous est relativement faible.
3) La force de cisaillement est faible et le fermenteur endommage peu les cellules biologiques : étant donné que le bioréacteur à air pulsé n'a pas de roue d'agitation mécanique, les dommages causés par le cisaillement aux cellules peuvent être réduits à un niveau inférieur, ce qui est particulièrement adapté à la culture de cellules et tissus végétaux.