好氧發酵罐的裝料系數一般在0.6~0.8之間,更多的設計單位選擇設計參數在0.7~0.8之間。從這些數字看出,生物發酵過程的裝液比例并不高,這主要原因包括:
1、發酵過程中通入的壓縮空氣,造成液面上升;
2、上拱的氣體在發酵罐上部形成一層穩定的氣泡層,占據了空間。
為了控制這些泡沫,傳統的發酵罐液面控制辦法是通過流加消泡劑來減少泡沫的產生。它的控制示意圖大概如參考文獻中所示:

上圖,使用了泡沫傳感器方便消泡劑的流加控制,而國內很多這類型的企業,沒用這種傳感器,全拼的視覺觀察,外帶經驗技能疊加來操作。通過消泡劑消泡并非最佳的辦法(關于發酵罐內的消泡問題,可以參見本網站的文章:《發酵罐消泡技術》),一是過分依賴消泡劑,可能會對微生物的生長適得其反;二是發酵起泡現象,訊息萬變,總有那么些時候,出現跑液現象。
出現跑液現象,輕者,造成工藝效率降低,成本高昂;重者,造成發酵外空間嚴重污染,甚至引起噬菌體猖獗的現象發生。為了解決這一問題,國內工程上常用氣液分離技術,但方法單一,效果一般;國外學術雖然更為前端,但依然無法根本提高發酵裝液量的問題。下圖為參考書籍提到的發酵液泡沫末端分離技術:

天臻生化技術公司結合國外先進的設計理念和實踐經驗,從以下多幾個方面著手,研發的逃液捕集器,對提高發酵罐裝量,有明顯幫助:
1、改變傳統發酵罐排氣的位置,確保排氣位置在最高點;
2、使用自行研制,并成熟應用的機械消泡槳,確保泡沫在發酵罐上層都能被物理破壞掉;
3、使用衛生高效的氣液分離裝置,確保即使存在誤操作的情況,逃逸的發酵液或者泡沫都能被回收利用;
4、大大減少了發酵過程的補水量。

通過上述的一些技術,可以將原來的生物反應器的裝液量提高5~20%,在工廠實踐中,大大提高了發酵罐的利用率,同時也提高了生產技術水平和單罐產量。
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天臻生化技術,不負所望!
參考文獻:
1、《微生物工程工藝原理》,華南理工大學出版社;
2、《The design of fermenter,PPT》
3、《BIOPROCESS ENGINEERING PRINCIPLES》;
4、《Foam fractionation methods in aerobic fermentation processes》