Luchtmondstukken, of ringvormige luchtverdeelbuizen, zijn geïnstalleerd in het onderste deel van het stijgende gebied en er zijn veel mondstukgaten onder de luchtverdeelbuizen. Steriele lucht onder druk wordt in de fermentatiebouillon geïnjecteerd via mondstukken of mondstukgaten, en de luchtsnelheid die door het luchtmondstuk wordt geïnjecteerd, kan 250 ~ 300 (m/s) bereiken. De aseptische lucht wordt met hoge snelheid in de stijgbuis gespoten en de luchtbellen worden in kleine stukjes verdeeld door de turbulente werking van het gas-vloeistofmengsel, dat in nauw contact staat met de fermentatievloeistof in de geleidebuis om opgeloste zuurstof te leveren in de fermentatievloeistof.
Door de verminderde dichtheid van het gas-vloeistofmengsel gevormd in de geleidebuis en de kinetische straalenergie van de samengeperste lucht, beweegt de vloeistof in de geleidebuis naar boven; na het bereiken van het bovenste vloeistofniveau van de reactor wordt een deel van de gasbellen gebroken en wordt het kooldioxide afgevoerd naar de bovenste ruimte van de reactor. De fermentatievloeistof die een deel van het gas afvoert, stroomt van de bovenkant van de geleidebuis naar de buitenkant van de geleidebuis. De fermentatievloeistof buiten de geleidebuis heeft een klein gasgehalte en de dichtheid neemt toe, terwijl de fermentatievloeistof afneemt. Het komt weer in de stijgbuis om een circulerende stroom te vormen om het mengen en de overdracht van opgeloste zuurstofmassa te realiseren.
Kenmerken van fermentatietanks:
De kenmerken van de airlift-loopreactor zijn hierboven kort genoemd. Aangezien er geen roerwerk in de luchtliftlusreactor is en er een gerichte circulerende stroom is, heeft dit vele voordelen, die hieronder in detail zullen worden uitgelegd.
(1) De reactieoplossing is gelijkmatig verdeeld: uniforme menging van gas-vloeistof-vaste driefasen en goede menging en dispersie van oplossingscomponenten zijn algemene vereisten van bioreactoren, omdat stroom, menging en verblijftijdverdeling allemaal worden beïnvloed. Voor veel beluchte fermentaties met intermitterende of continue voeding, worden het substraat en de opgeloste zuurstof zo uniform mogelijk gedispergeerd om ervoor te zorgen dat de concentratie van het substraat overal in de vergister binnen het bereik van 0,1% tot 1% valt, en de opgeloste zuurstof is 10 % tot 30%.
Dit is gunstig voor de groei en productproductie van aerobe biologische cellen. Bovendien is het noodzakelijk om de vorming van een stabiele schuimlaag op het vloeibare oppervlak van de fermentor te vermijden, om de ophoping van biologische cellen bioreactor erop en schade of zelfs de dood te voorkomen. Er zijn ook middelgrote componenten, met name zetmeelachtige korrelige materialen die gemakkelijk bezinken, en moeten kunnen worden gesuspendeerd en gedispergeerd. Airlift-loopreactoren kunnen goed aan deze eisen voldoen.
(2) Hogere opgeloste zuurstofsnelheid en opgeloste zuurstofefficiëntie: de luchtbrugreactor heeft een hoge gasopstopping en een specifieke gas-vloeistofcontactinterface, dus het heeft een hoge massaoverdrachtssnelheid en opgeloste zuurstofefficiëntie. De volumetrische zuurstofefficiëntie is meestal hoger dan die van de mechanische roertank, de kLd kan 2000 uur bereiken en het stroomverbruik van opgeloste zuurstof is relatief laag.
(3) De afschuifkracht is klein en de schade aan biologische cellen is klein: aangezien de luchtbrug-bioreactor geen mechanische roerwaaier heeft, kan de afschuifschade aan de cellen worden verminderd en is deze met name geschikt voor het kweken van plantencellen en weefsels.
