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) ، ويتم رش الهواء المعقم في الأنبوب الصاعد بسرعة عالية ، والهواء تنقسم الفقاعات إلى قطع صغيرة من خلال 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 ، ويتدفق سائل التخمير الذي يفرغ جزءًا من الغاز من أعلى الدليل أنبوب إلى الخارج من أنبوب التوجيه ، يحتوي سائل التخمير خارج أسطوانة التحويل على معدل احتجاز صغير للغاز وزيادة في الكثافة ، ويقل سائل التخمير ، ويدخل الأنبوب الصاعد مرة أخرى لتشكيل تدفق دائري لتحقيق الاختلاط ونقل كتلة الأكسجين المذاب.
مميزات خزانات التخمير
(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 الهوائية مع 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٪. الأكسجين المذاب 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 الخلايا البيولوجية عليها 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 مرتفع وكفاءة أكسجين مذاب. عادة ما تكون كفاءة الأكسجين الحجمي أعلى من تلك الخاصة بخزان التخمير بالتحريك الميكانيكي ، ويمكن أن يصل kLd إلى 2000 ساعة ، ويكون استهلاك طاقة الأكسجين المذاب منخفضًا نسبيًا.
3) قوة القص صغيرة ، والمخمر لديه القليل من الضرر للخلايا البيولوجية: نظرًا لأن المفاعل الحيوي للجسر الجوي لا يحتوي على دافع تحريك ميكانيكي ، يمكن تقليل تلف الخلايا إلى مستوى أقل ، وهو مناسب بشكل خاص لزراعة الخلايا والأنسجة النباتية.