轉鼓式生物反應器

轉鼓式生物反應器（2）轉鼓式生物反應器2轉鼓式生物反應器的基本特點是，反應器的主體是一個水平或傾斜的圓柱體，圓柱體統著它的中軸旋轉而使反應器中的發(fā)酵底物隨之翻動，也可以在反應器中增加攪拌裝置以強化底物的攪拌程度。如果有通氣，一般是從反應器的頂部通入。3由反應器的轉動而對底物實施的攪拌一般是比較溫和的，相對于其他混合方法，這種方法對微生物的損傷是比較小的。但是這種反應器也比較容易產生底物的結塊和顆粒間的摩擦，這兩種情況對于對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，即使是對較小的實驗室規(guī)模的反應器而言，溫度控制也不是很容易，因為在轉動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轉鼓式生物反應器6轉鼓式反應器的種類較多，不同類別其復雜程度差異很大。最簡單的轉鼓式是水泥混合器。再復雜一點的是轉瓶式的，通過一個接口將轉動的瓶子和不動的蓋子結合在一起，在不動的蓋子上可以加裝各種傳感器探頭以及空氣的進、出口。為了使通氣均勻，空氣的進、出口一般是在瓶子的倆端。7轉鼓式的溫度控制也是比較困難的，控制溫度的辦法主要有：將反應器放置在控溫的培養(yǎng)室內；將反應器部分浸在水浴中，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。在轉鼓式反應器內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器的中軸予以供應。8轉鼓式也可以實現連續(xù)發(fā)酵，有人設計了有三個室的反出器．底物在第一個室中．并于此室完成接種過程。然后在轉鼓式的不斷轉動下．底物被依次推人第二室、第三室，最后，產物從第三室排出。9轉鼓式反剛器通常為臥式，或略微傾斜．鼓內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)旋轉或間歇旋轉的。轉鼓的轉速通常低．否則剪切力會使菌體受損。轉鼓式反應器與固定床相比．優(yōu)點在于可以防止菌絲體與反應器粘連。轉鼓旋轉使筒體內的基質達到一定程度的混合．菌體所處環(huán)境比較均一．使傳質和傳熱狀況得以改善。10轉鼓反應器是一個包括基質床層．氣相流動空間和轉鼓壁等組成的多相反應系統．與傳統固體發(fā)酵反應器不同的是，基質床層不是鋪成平面，而是由處于滾動狀態(tài)的固體培養(yǎng)基顆粒構成．占總反應器容積的10％～40％。11菌體生長莊固體顆粒表面．轉鼓以較慨的轉速轉動（通常為2-3r／min），就如同設置了攪拌軸進而加速傳質和傳熱的過程，正是這種巧妙的構思使得轉鼓式反應器以“動”區(qū)別于傳統固體發(fā)酵反內器的“靜”。12轉鼓式反應器的主要特色是空氣不是從基質的底部吹入而是從基質的頂部吹過，空氣和基質的熱量和物質交換是通過反應器的轉動來促進．在這種反應器中．熱量的傳遞主要臺兩種途徑：一是直接通過對硫和蒸發(fā)將熱量傳遞到反應器的頂部空氣：二是由反應器的壁通過傳導傳遞。這種反應器可以用于空氣增加基質的水分蒸發(fā)來降溫．因為這樣酌反應器可以從頂部通過噴水來調節(jié)基質的水分含量。13反應器項部空氣和基質間的熱量和物質傳遞效果與基質顆粒的攪拌模式和反四器頂部的空氣有關。轉鼓式反應器的裝料系數一般是0.3。這里以利用甜高粱固態(tài)發(fā)酵生產乙醇為例來說明轉鼓式生物反應器的工藝過程。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。剛剁碎的甜高粱經過脫水，保證其按種后的合水量為65%