Аппараты с пневматическим перемешиванием.

В аппаратах пневматического типа мешалка отсутствует, перемешивание жидкости осуществляется пузырьками газа. Простейший аппарат подобного типа – барботажная камера, в которой распыленный барботером воздух, поднимаясь снизу вверх, перемешивает культивационную среду. Скорость массопередачи между газом и жидкостью в таком аппарате намного ниже, чем в аппаратах с механическим перемешиванием. Для преодоления этого недостатка вводятся модификации, например, устанавливают вблизи барботера вращающиеся диски с отверстиями или придонные пропеллеры.

В качестве примера можно рассмотреть принцип работы классического эрлифтного (air lift – подъем воздуха) аппарата, дополненного диффузором, нижний обрез которого находится непосредственно над барботером (рис. 48). Столб жидкости внутри диффузора разбивается пузырьками воздуха, плотность ее уменьшается, а объем увеличивается. Жидкость переливается через верхний край диффузора вниз, что приводит к перемешиванию и аэрации объема реактора вне диффузора. Существуют и другие варианты такого аппарата.

Рис.48. Эрлифтный биореактор: стрелки – движение жидкости; 1 – диффузор; 2 – барботер

На пневматическом перемешивании основаны многие колоночные биореакторы, разделенные горизонтальными перегородками на этажи. Перегородки имеют узкие отверстия, основное назначение которых – интенсификация аэрации и перемешивания, а так же борьба с укрупнением газовых пузырьков по мере их продвижения вверх.

Для пневматических биореакторов характерно плавное перемешивание жидкости, поэтому их широко используют при культивировании клеток животных и растений. Кроме того, для них характерны простота конструкции и малые энергозатраты.