攪拌在生物發(fā)酵領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著生物制藥技術(shù)的發(fā)展，發(fā)酵罐和生物反應(yīng)器作為生物制藥極為常見的生產(chǎn)儀器，受到廣泛的關(guān)注和普及。攪拌機(jī)是發(fā)酵罐中基本的機(jī)械裝置，對微生物的發(fā)酵起著至關(guān)重要的作用。

生物攪拌的目的和作用

為了給發(fā)酵設(shè)備中的細(xì)胞、微生物等物質(zhì)提供的適宜其生長繁殖的條件，攪拌的工藝目可以概括為以下：

⑴ 混合&傳質(zhì)：酸堿度（ph值）、有效的底物、維生素、營養(yǎng)鹽等。

⑵ 氣體分散&傳質(zhì)：罐內(nèi)的好氧有機(jī)物-溶解氧。

⑶ 傳熱：以達(dá)到上佳的溫度。

⑷ 消泡：一般在發(fā)酵罐或生物反應(yīng)器中的攪拌槳的上層會設(shè)置一個耙式消泡槳。

攪拌的作用

攪拌式發(fā)酵罐的基本結(jié)構(gòu)是在罐體的頂或底部裝上向罐內(nèi)伸入的攪拌軸，軸上會配備2~4個攪拌槳。

● 攪拌是為了罐內(nèi)物料較好地混合，有利于固體和營養(yǎng)物質(zhì)接觸充分，便于營養(yǎng)吸收及代謝產(chǎn)物的分散；

●另外，攪拌也可讓進(jìn)入罐中的空氣分散均勻，增加實驗室發(fā)酵罐內(nèi)氣液接觸面積，有利于氧氣和發(fā)酵液的混合。

發(fā)酵罐中常用的攪拌形式

國內(nèi)采用的大多數(shù)是六平葉式，其各部分尺寸比例已規(guī)范化。這種攪拌槳具有很大的循環(huán)液體輸送量，功率消耗大，特別適用于微生物發(fā)酵。

⑴ 適用的物料粘度廣；

⑵ 剪切力較大，分散流體效果好；

⑶ 直葉式和彎葉式主要產(chǎn)生徑向流。

細(xì)胞相較于微生物而言，一般不耐受高的剪切力，而且其培養(yǎng)基不會太粘稠，故多數(shù)情況渦輪槳已經(jīng)不適合細(xì)胞培養(yǎng)了。目前，國內(nèi)外在細(xì)胞培養(yǎng)一般都會選擇推進(jìn)式槳，特殊的培養(yǎng)工藝，根據(jù)需求也可訂制。推進(jìn)式槳主要產(chǎn)生軸向流，細(xì)胞的懸浮效果好，上下均勻；剪切力較小，能夠較好的保護(hù)細(xì)胞等特點(diǎn)。

⑴ 循環(huán)量大，攪拌功率較小；

⑵ 剪切力較小，分散流體效果好；

⑶ 結(jié)構(gòu)簡單，適用于低粘度液體攪拌。