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升式环流反应器是在传统的鼓泡塔基础上发展起来的一种新型反应器，按结构可以分为内环流和外环流反应器两种形式。其原理是采用内环流气升式中心进气的反应器，内部无搅拌装置，是在传统的鼓泡塔中加入导流筒构成的。当气体通过气体分布器进入中心导流筒后，造成管内流体密度比管外低，在静压差和进入气体的动量作用下，使液体携带气泡在反应器内形成循环流动，从而达到良好的气液混合。

优点主要是具有比其他生物反应器更强的抗杂菌污染的能力，流动性也更为均匀，且反应器本身结构简单，不具反应液泄漏点和卫生死角操作费用也很低。

缺点相对来说较少，主要是高密度培养时混合不够均匀。

与机械搅拌罐相比，设备制造成本降低30%以上，节约能耗30%左右。气升式生物反应器是针对一些对溶氧与混和要求较高的工艺而开发的。气升式生物反应器独特的结构使发酵液周期性通过传质强化区．液体循环周期在正常条件下可控制在数十秒至几分钟的范围内；强化区的数量可根据发酵液流变特性和微生物的代谢特征进行设置，以满足微生物生长和产物生成所需要的混和与传质要求。

主要应用很多，当下热门的如 应用及铸砂板式膜生物反应器开发研究 ，应用于化学发酵方面的动力学分析 ，合成特定类的化学药物 等等。本项目研制的气升式反应器结构新颖，可用于抗生素、酶制剂、有机酸、生物农药、食用菌、单细胞蛋白生产等领域。

气升式生物反应器用于高生物量的霉菌或放线菌培养，能满足高生物量对溶氧水平的高要求。另外，由于以气体作混和与传质的动力，气液能量传递在瞬间完成，这对象丝状菌等对剪切力敏感菌体培养的影响远小于“通用式”机械搅拌罐。气升式生物反应器用于三抱布拉氏霉菌β-萝卜素工业发酵生产，使民胡萝卜素产率比“通用式”机械搅拌罐提高2倍左右，发酵周期缩短48 h以上。

气升式生物反应器用于高粘度培养物发酵，能利用高粘度拟塑性发酵液剪切变稀的流变性质，大幅度降低其表观粘度，提高传质速率和溶氧水平。同时，发酵液在反应器中做整体循环，宏观混和较好，不会产生传统的机械搅拌发酵罐中高粘度物料在远离搅拌桨的近壁区常出现的滞流边界层，特别是在挡板后面不会形成静止区或滞流区，该区的气体通过罐中心形成倒漏斗形通道逃逸而不能均匀地和液体混合。气升式生物反应器用于黄原胶、灵芝多糖等多种微生物多糖的工业生产，能显蓍缩短发酵周期，提高多糖产率。

气升式生物反应器用于石油产品的发酵将大大改善油水乳化状态，提高溶氧水平，加快微生物生长和代谢速度，提高生产效率。气升式生物反应器用于工业规模的微生物石油脱蜡，发酵周期比传统的鼓泡反应器缩短4倍多，节能40%左右。文献查新表明，气升式生物反应器是一种结构新颖、混和与传质效率高的反应器。气升式生物反应器对解决一些高生物量、高密度、高粘度、高含油体系的混和和传质难题有独到之处。几年来，气升式生物反应器已成功地应用于高生物量的β一胡萝卜素发酵、高糖度的甘油发酵、高粘度的微生物多糖发酵、高含油量的微生物石油脱蜡等。工业发酵实践证明NALR能加快微生物生长与代谢，缩短发酵周期，提高发酵水平，降低发酵能耗。NALR是一种值得广泛推广的新型生物反应器。