在好氧發(fā)酵過程中，需要向發(fā)酵罐通入壓縮空氣，而通氣的首要目的是向深層培養(yǎng)中的菌體提供足夠的氧以滿足微生物代謝的需要。如果氧的供應(yīng)不充分或傳遞不均勻，都會降低生產(chǎn)水平。工業(yè)上常用的空氣分布器主要有多孔分布器、孔板分布器和噴嘴分布器等等。這些空氣分布器或多或少都存在一些問題，比如，容易結(jié)垢，難于清潔滅菌等等。
在動力消耗里，壓縮空氣耗能占了大頭，所以，針對好氧發(fā)酵，如何低能耗地提高發(fā)酵液的溶氧，提高傳質(zhì)系數(shù) KLa，是眾多發(fā)酵工廠殷切期望。
好氧發(fā)酵提高溶氧，提高傳質(zhì)系數(shù) KLa，常見的方法有：
① 提高攪拌轉(zhuǎn)速，加大氣液兩相的混合效果，從而提高氣液兩相間傳質(zhì)速率；
② 加大空氣流量，但高流速的剪切對細胞有害，同時，也會增加更多泡沫；
③ 改進空氣分布器，因為KLa 值會隨分布器特性而有很大差異，因為這些因素會影響氣泡大小、氣體速度和流速。
本公司研發(fā)的安全、高效空氣分布器，是一種新型發(fā)酵罐的進氣裝置，特別作為適合大型攪拌發(fā)酵罐的氣體分布器，具有進氣分散效果好、溶氧水平高、易清洗消毒、易拆檢調(diào)整等優(yōu)良功能。
它的工作原理為：將無菌壓縮空氣自身的機械能進行轉(zhuǎn)化（壓力勢能轉(zhuǎn)換成動能），在空氣靜壓能轉(zhuǎn)換為動能的同時，擴散器吸入大量發(fā)酵液，在擴散器內(nèi)充分混合，使發(fā)酵液和空氣被分散成大量微小粒群，不斷進行非定態(tài)擴散和表面更新，強化了氣液傳質(zhì)的途徑，讓相際傳質(zhì)總推動力不斷提高，從而提高傳質(zhì)速率。
新一代安全高效空氣分布器，在研發(fā)之初，就充分考慮了發(fā)酵的安全性，易排凈、不藏液，無滅菌死角。其利用無菌空氣自身的壓力勢能和動能轉(zhuǎn)化，再配以新型攪拌器組合，在不用額外增加動力成本的前提下，適當降低5%～10%的攪拌轉(zhuǎn)速，就可以節(jié)約20%～30%的攪拌功率，節(jié)能效果明顯。
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參考文獻：
1、《發(fā)酵工藝學(xué)原理》；
2、《7 factors that affect oxygen transfer to cells in bioreactors》；
3、《Experimental Innovation and Performance Assessment of a Solar HDD System》
4、《Conventional bioreactor and their components》
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