يتم تثبيت فوهات الهواء ، أو أنابيب توزيع الهواء الحلقي ، في الجزء السفلي من منطقة الارتفاع ، وهناك العديد من فتحات الفوهة أسفل أنابيب توزيع الهواء. يتم حقن الهواء المعقم المضغوط في مرق التخمير من خلال الفتحات أو فتحات الفوهة ، ويمكن أن تصل سرعة الهواء المحقون من فوهة الهواء إلى 250 ~ 300 (م / ث). يتم رش الهواء المعقم في الأنبوب الصاعد بسرعة عالية ، ويتم تقسيم فقاعات الهواء إلى قطع صغيرة عن طريق العمل المضطرب لخليط الغاز والسائل ، والذي يكون على اتصال وثيق مع سائل التخمير في أنبوب التوجيه لتزويد الأكسجين المذاب في سائل التخمير.
بسبب انخفاض كثافة خليط الغاز والسائل المتكون في أنبوب التوجيه والطاقة الحركية النفاثة للهواء المضغوط ، يتحرك السائل في أنبوب التوجيه إلى الأعلى ؛ بعد الوصول إلى مستوى السائل العلوي للمفاعل ، يتم كسر جزء من فقاعات الغاز ، ويتم تصريف ثاني أكسيد الكربون في الفضاء العلوي للمفاعل. يتدفق سائل التخمير الذي يفرغ جزءًا من الغاز من أعلى أنبوب التوجيه إلى الجزء الخارجي من أنبوب التوجيه. يحتوي سائل التخمير خارج الأنبوب التوجيهي على محتوى غازي صغير وتزداد كثافته ، بينما ينخفض سائل التخمير. يدخل إلى الناهض مرة أخرى ليشكل تدفقًا دائريًا لتحقيق الاختلاط ونقل كتلة الأكسجين المذاب.
مميزات خزانات التخمير:
تم ذكر خصائص مفاعل حلقة الجسر الجوي بإيجاز أعلاه. نظرًا لعدم وجود محرض في مفاعل حلقة الجسر الجوي ووجود تدفق دائري اتجاهي ، فإنه يتمتع بالعديد من المزايا ، والتي سيتم شرحها بالتفصيل أدناه.
(1) يتم توزيع محلول التفاعل بالتساوي: يعتبر الخلط المنتظم لثلاث مراحل من الغاز والسائل والصلب والخلط الجيد والتشتت لمكونات المحلول من المتطلبات الشائعة للمفاعلات الحيوية ، لأن التدفق والخلط وتوزيع وقت الإقامة كلها تتأثر. بالنسبة للعديد من عمليات التخمير الغازية ذات التغذية المتقطعة أو المستمرة ، يتم تشتيت الركيزة والأكسجين المذاب بشكل موحد قدر الإمكان لضمان أن تركيز الركيزة في كل مكان في المخمر يقع في نطاق 0.1٪ إلى 1٪ ، والأكسجين المذاب هو 10 ٪ إلى 30٪.
هذا مفيد لنمو وإنتاج الخلايا البيولوجية الهوائية. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري تجنب تكوين طبقة رغوية ثابتة على السطح السائل للمخمر ، وذلك لتجنب تراكم المفاعل الحيوي للخلايا البيولوجية عليه والتلف أو حتى الموت. هناك أيضًا مكونات متوسطة ، خاصة المواد الحبيبية النشوية التي يسهل ترسيبها ، ويجب أن تكون قابلة للتعليق والتشتت. يمكن لمفاعلات حلقة النقل الجوي تلبية هذه المتطلبات بشكل جيد.
(2) ارتفاع معدل الأكسجين المذاب وكفاءة الأكسجين المذاب: يتميز مفاعل الجسر الجوي باحتباس عالٍ للغاز وواجهة تلامس معينة بين الغاز والسائل ، لذلك فهو يتمتع بمعدل نقل كتلة عالٍ وكفاءة أكسجين مذاب. عادة ما تكون كفاءة الأكسجين الحجمي أعلى من تلك الخاصة بخزان التحريك الميكانيكي ، ويمكن أن تصل kLd إلى 2000 ساعة ، ويكون استهلاك طاقة الأكسجين المذاب منخفضًا نسبيًا.
(3) قوة القص صغيرة ، والضرر الذي يلحق بالخلايا البيولوجية ضئيل: نظرًا لأن المفاعل الحيوي للجسر الجوي لا يحتوي على دافع تحريك ميكانيكي ، يمكن تقليل تلف الخلايا ، وهو مناسب بشكل خاص لزراعة الخلايا النباتية و مناديل.
