Аппарат снабжен устройством для охлаждения в виде каналов, соединенных с подводящим холодную воду коллектором

Ферментеры, используемые для выращивания дрожжей, называют дрожжерастильными аппаратами.

Аппараты с диффузором (эрлифтным аэратором). Наиболее широкое распространение из аппаратов этой конструкции получили дрожжерастильные аппараты конструкции Лефрансуа.

Ферментер имеет внутренний цилиндр-диффузор, который обеспечивает циркуляцию жидкости. Воздух по воздуховоду подается через щели кольцевого аэратора, а питательная среда поступает в кювету, расположенную над аэратором. Пленка жидкости, переливаясь через край кюветы, встречается с потоком воздуха, выходящим из щели аэратора. В результате образуется пенная эмульсия, плотность которой меньше плотности жидкости, и она поднимается вверх по диффузору. Вверху часть воздуха отделяется от эмульсии пены и отводится из аппарата.

Жидкость вместе с оставшейся пеной движется вниз по кольцевому пространству между корпусом аппарата и диффузором. Отвод теплоты осуществляется охлаждением наружной стенки, а также подачей холодной воды между стенками диффузора.

Достоинством конструкции является то, что в ферментере нет механического перемешивания и механического пеногашения. К недостаткам можно отнести достаточно высокий расход воздуха.

Аппараты данной группы широко эксплуатируются в дрожжевом производстве, а также в производстве аминокислот и антибиотиков.

Трубчатый ферментер (газлифтный) состоит из реактора кожухотрубного типа и сепаратора, соединенных между собой циркуляционными трубами. В нижней части реактора имеется воздушная камера, куда подается сжатый воздух. Из воздушной камеры воздух поступает в трубки-барботеры диаметром 4 мм и движется с большой скоростью вверх по трубам диаметром 56 мм вместе с увлекаемой им жидкостью. В верхней камере реактора часть воздуха отделяется от жидкости и выводится из реактора, а жидкость опускается вниз по тем трубам, в которые воздух снизу не поступает.

Пена из верхней части реактора поступает в сепаратор, где гасится центробежным пеногасителем. Жидкость, образовавшаяся в результате гашения пены, проходя через циркуляционные трубы, возвращается в низ реактора, где снова увлекается воздухом и поднимается вверх. В результате в ферментере создаются два контура циркуляции-внешний и внутренний. В межтрубное пространство реактора подводится вода для охлаждения.

Достоинством конструкции является отсутствие застойных зон, однородная турбулентность во всех трубах, герметичность.

Ферментер с форсуночным воздухораспределением. Основная конструктивная особенность аппаратов - это форсунки для подачи сжатого воздуха. Форсунки крепятся в днище аппарата, а над форсункой устанавливается диффузор. Воздух, выходя из форсунки с определенной скоростью, диспергируется в культуральной жидкости. Более легкая воздушно-жидкостная эмульсия поднимается вверх по диффузору, где часть воздуха отделяется от жидкости, которая, имея большую плотность, опускается вниз по пространству между стенками корпуса и диффузором.

За счет движения струи воздуха у отверстий форсунок создается разрежение, что обеспечивает подсос свежих порций культуральной среды.

Разновидностью таких аппаратов являются ферментеры с коническим днищем, имеющие одно или несколько отверстий для установки сопла или форсунки. Эти ферментеры получили название сопло-конусных. Сжатый воздух подается через сопло и диспергируется в культуральной жидкости. Биосинтез протекает в таких аппаратах в основном в пенном слое.

Ферментер колонного типа представляет собой цилиндрическую колонну, разделенную горизонтальными перегородками на секции (рисунок 9).

Каждая секция может иметь самостоятельную систему охлаждения, контроля. Основное различие между ферментерами такого типа заключается в конструкциях перегородок, которые называют тарелками. Тарелки могут быть плоскими или сегментными, ситчатыми, колпачковыми, с радиальными щелями и т. п.

Воздух, подаваемый в низ колонны, собирается под каждой тарелкой и барботирует через слой жидкости на тарелке. Культуральная жидкость перетекает вниз по кольцевой щели между бортом тарелки и корпусом аппарата. Таким образом, создается противоток движения воздуха и жидкости. На каждой тарелке достигается обновление поверхности контакта фаз.