一种膜管布气的气升式生物反应器及其应用制造技术

本发明专利技术属于生物反应器领域，具体涉及一种膜管布气的气升式生物反应器及其应用。该生物反应器既可以通过外循环进行发酵，也可以通过通过内循环进行发酵，结构简单，解决搅拌式生物反应器在气液传质过程中，气液传质效率低，剪切力大。特别在高耗氧培养，对剪切力敏感的体系中。本发明专利技术是将膜管更好的应用于生物反应器中，气泡可达1000μm以下，实现微小气泡产生，布气均匀，提高气液气液传质，提高体积溶氧系数，增加气含率，其体积溶氧系数比传统的环状布气气升式生物反应器提高30%，具有良好的应用前景。

An Airlift Bioreactor with Membrane Tube Air Distribution and Its Application

The invention belongs to the field of bioreactor, in particular to an airlift bioreactor with membrane tube air distribution and its application. The bioreactor can be fermented either by external circulation or by internal circulation. The structure of the bioreactor is simple. It solves the problem of low gas-liquid mass transfer efficiency and high shear force in the process of gas-liquid mass transfer in the stirred bioreactor. Especially in high oxygen consumption culture, shear stress sensitive system. The invention applies the membrane tube to the bioreactor better, and the bubbles can reach less than 1000 microns, realizing the generation of micro bubbles, uniform distribution of gas, improving gas-liquid mass transfer, increasing volumetric dissolved oxygen coefficient, increasing gas holdup, and its volumetric dissolved oxygen coefficient is 30% higher than that of the traditional annular air-lift bioreactor, which has a good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种膜管布气的气升式生物反应器及其应用
本专利技术属于生物反应器领域，具体涉及一种膜管布气的气升式生物反应器及其应用。
技术介绍
在生物发酵及培养过程中，生物反应器具有重要的作用，他是连接原料和产物的桥梁，设计制造一种高性能生物反应器，可以在工程生产方面简化生产流程，还可以降低生产成本，增加原料利用率。目前生物反应器有三种传统形式：机械搅拌式，气升式，鼓泡塔式。随着工程技术的发展，科研工作者们逐渐开发出多种曝气形式的反应器，例如自吸式、文丘里射流式等。研究的主要目标是减小气体在液体中气泡的直径增加气液接触面积；还有增加气体在液体中的停留时间，增强传质过程；提高气体利用率。微泡生物反应器是一种通过不同的布气方式，将气体分布成微小气泡，来增加氧传质效果的一种反应器。目的是通过增大气液接触面积，来增强氧传质，使空气中氧气充分利用，降低能耗。研究对于需氧量高的生物培养有着积极的作用。目前产生微泡的方式很多种，有通过剪切力对气泡形成微泡，如自吸式布气，射流式等；微孔曝气也是一种主要形式，目前研究的微孔材料多种多样，而且孔径可以到微米以及纳米级别。微孔曝气产生微泡相对于剪切力形式形成的微泡更适合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜管布气的气升式生物反应器，其特征在于包括罐体，所述罐体的顶部设有液体入口，气体入口，气体出口，罐体底部设有液体出口，当所述生物反应器为外循环模式发酵时，还包括气体分布器和U型管导筒，所述气体分布器的上端与罐体活动连接，所述罐体的侧面开孔与U型管导筒连接，所述U型管导筒的另一端与气体分布器的下端连接形成循环管路；所述气体分布器包括布气膜管和膜管固定架，所述布气膜管固定在膜管固定架的内部；所述罐体内的上部空腔为流场体上升区，流场在其中上升流动，所述导筒内的下部空腔为流场下降区，流场通过导筒往下流动，直到气体分布器的底部，并再次进入气体分布器，形成循环流场；当所述生物反应器为内循环模式发酵...

【技术特征摘要】
1.一种膜管布气的气升式生物反应器，其特征在于包括罐体，所述罐体的顶部设有液体入口，气体入口，气体出口，罐体底部设有液体出口，当所述生物反应器为外循环模式发酵时，还包括气体分布器和U型管导筒，所述气体分布器的上端与罐体活动连接，所述罐体的侧面开孔与U型管导筒连接，所述U型管导筒的另一端与气体分布器的下端连接形成循环管路；所述气体分布器包括布气膜管和膜管固定架，所述布气膜管固定在膜管固定架的内部；所述罐体内的上部空腔为流场体上升区，流场在其中上升流动，所述导筒内的下部空腔为流场下降区，流场通过导筒往下流动，直到气体分布器的底部，并再次进入气体分布器，形成循环流场；当所述生物反应器为内循环模式发酵时，还包括气体分布器和导筒，所述气体分布器的上端与导筒活动连接后，活动连接于罐体内部的中心位置，所述导筒内的空腔区域为流场上升区，导筒外与罐体罐体之间的空腔为流场下降区，气体和液体通过导筒内部上升，再从导筒外部循环于气体分布器的底部，形成循环流场。2.根据权利要求1所述的膜管布气的气升式生物反应器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈可泉，魏国光，李辉，李干禄，张阿磊，许晟，郭兴，周宁，欧阳平凯，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32