Колонные аппараты широко применяются для процессов непрерывного культивирования

Ферментер с добавками гранулята.Этот ферментер представляет собой цилиндрический сосуд, заполненный гранулятом - твердыми частицами определенного размера.

Воздух под давлением подается снизу через круговой барботер. Питательная среда и циркулирующая культуральная жидкость также подаются в низ аппарата. Воздух, выходя из барботера, увлекает за собой жидкость и частицы гранулята. Пузырьки воздуха, сталкиваясь с твердыми частицами гранулята, разрушаются, в результате чего в этих микрообластях наблюдается падение скорости течения жидкости, а содержа­щиеся в них микроорганизмы постоянно вступают в контакт со свежим питательным раствором.

К грануляту предъявляются особые требования: он должен быть химически инертным, обладать определенной плотностью, ударостойкостью и т. д. В ферментерах с гранулятом накапливается больше биомассы, чем в ферментерах без добавок.

Ферментеры с подводом энергии к жидкой фазе. Аппара­ты этого типа давно применяются в производстве кормовых дрожжей на гидролизатах растительного сырья на установках небольшой производительности. Усовершенствование конструкции самовсасывающей турбины позволило создать аппараты для крупнотоннажного производства кормовых дрожжей на парафинах нефти.

Аппарат с самовсасывающей турбиной.Ферментеры этого типа просты по устройству и удобны в эксплуатации. В корпусе аппарата установлен цилиндрический диффузор, а под ним с небольшим зазором мешалка в виде закрытой турбинки с радиално расположенными полыми лопастями. Турбинка насажена на полый трубчатый вал, верхний конец которого сообщен с воз душным пространством над ферментером. Благодаря вращению внутри лопастей мешалки создается разрежение, и воздух засасывается через полый вал из верхней части аппарата или снаружи. Самовсасывание достаточного количества воздуха достигается при глубине жидкости не более 1,5-2 м. Самовсасывающий аэратор одновременно перемешивает жидкость. Жидкость вместе с пеной отбрасывается к периферии и поднимается вверх между стенками диффузора и аппарата и переливается через верхний край диффузора. Теплота отводится охлаждающей водой, пропускаемой через установленные в аппарате змеевики.

Если в промышленных аппаратах высота жидкости в аппарате больше 2 м, то воздух подается принудительно вентилятором или компрессором.

Наиболее старым и широко известным аппаратом этой группы является аппарат «Вальдгоф», применяемый на заводах кормовых дрожжей.

Ферментер с турбоэжекторными перемешивающими устройствами. Аппарат представляет собой двенадцатигранник, разделенный вертикальными перегородками на 12 сообщающихся секций. Диаметр аппарата 17м. В первых девяти секциях происходит выращивание дрожжей, а в последних протекает дозревание.

Для подачи воздуха и перемешивания культуральной жидкости в каждой секции смонтирован эжектор, вращение которого происходит от двигателя, установленного на крышке ферментера. Вращающийся эжектор представляет собой двухъярусную самовсасывающую мешалку турбинного типа с нижней и верхней горловиной для входа и выхода жидкости. Воздух засасывается эжектором по трубе, которая герметично соединена с турбиной.

Для создания необходимой циркуляции культуральной жид­кости в каждой секции установлены диффузоры, перегородки и конические вставки. На диффузорах смонтированы змеевики-теплообменники для охлаждения культуральной жидкости. На верхней крышке секций установлены механические пеногасители. При вращении турбины воздух засасывается из атмосферы и по трубопроводу поступает в турбоэжектор, где смешивается с жидкостью. Жидкость из турбоэжектора движется вверх, омывает теплообменные устройства змеевикового типа и далее разделяется на два потока: один поток направляется в центральную часть циркуляционного устройства и входит в верхнюю горловину турбоэжектора, а второй поток опускается по периферии циркуляционного устройства и, проходя под ложным днищем, входит в нижнюю горловину турбоэжектора. В вертикальных перегородках между секциями имеются окна, по которым культуральная жидкость с определенной скоростью перетекает из секции в секцию.