什么是动态固态发酵反应器

动态固态发酵反应器是指固态发酵基质像在液体发酵过程中一样,处于动态过程。该类反应器要求有动力系统促使固态基质的流动或转动,因此需要消耗能量;由于固体基质是处于运动状态,有利于空气和温度等发酵工艺参数的控制。

1.转鼓式生物反应器

转鼓式固态发酵生物反应器通常为卧式或略微倾斜的筒体,在电机带动下以一定速率回转,通称为转鼓。为控制固态物料在转鼓内的运动方向,可以在转鼓内加设挡板。

否则剪切力会使菌体受损。采用转鼓式反应器可以防止菌丝体与反应器黏连,同时转鼓旋转使筒内的基质达到一定的混合程度,菌体所处的环境比较均一,改善传质和传热状况。与静态固体发酵生物反应器不同的是,转鼓中基质床层不是铺成平面,而是由处于滚动状态的固体培养基颗粒组成,它们一般占反应器总体积的10%~40%,菌体生长在固体颗粒表面,反应器内的通风条件是可以控制的。也有将转鼓式生物反应器设计成连续发酵操作方式,在转鼓的一端加入固体基质并接入菌种,在转鼓的另一端排出发酵好的物料。

2.固态搅拌生物反应器

固态搅拌生物反应器是在反应器内设置搅拌装置,在电机带动下利用搅拌桨对固态基质进行搅拌混合,提高反应器内的传质和传热效率。固态搅拌反应器有卧式和箱式之分: 卧式搅拌反应器采用水平单轴,多个搅拌桨叶平均分布于轴上,叶面与轴平行,相邻两叶相隔180°;箱式搅拌反应器有采用垂直多轴的。为减少剪切力的影响,固态搅拌生物反应器通常采用间歇搅拌的方式,而且搅拌转速较低。这类反应器已在工业上用来生产单细胞蛋白、酶和生物杀虫剂。

一个连续混合的水平搅拌反应器。这种无菌的反应器可用于不同的生产目的,并且可以同时控制温度和湿度。尽管这种装置热传递到生物反应器壁的效率得到了改善,但是把它用于大规模的生产效率很低,因为整个反应系统的换热只能通过器壁进行。

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