發酵用生物反應器多為攪拌式，在反應過程中實現混合、分散、懸浮、傳質、傳熱等功能目的，溶氧是生物代謝反應的一個重要參數。氧的供應對菌體的生長和代謝產物的積累都有很大的影響, 決定著代謝物質產量的高低。因此, 研究供氧問題對生物反應工藝管理的最佳化和工藝過程的放大具有重要意義；同時, 合理的供氧對節省動力消耗也很重要。

 
 
在好氧的發酵生產過程中，細胞需要分子態的氧作為呼吸鏈電子傳遞系統末端的電子受體，最終與氫離子結合成水并釋放出大量能量，供細胞維持生長和合成反應使用。培養基中氧擴散速率可能是限制呼吸過程的因素。
 
 
  
溶氧、呼吸強度、培養基成份等影響因素是通過對菌體的生長狀況和過程代謝特征決定抗生素的效價，溶氧濃度是需氧發酵過程的又一重要參數，其高低反映了代謝的強弱程度。生物培養過程中氧的適度供給是保證菌體良好生長和產物高產的必要條件。氧不足會造成代謝異常、產量降低; 但溶氧過高，菌體生長過快，對生物合成也不利。而溶氧是供氧和需氧這一矛盾平衡的結果。氧的限制對發酵的影響可分為兩種: 一種是溶氧濃度直接影響與呼吸有關的代謝而影響產物合成;一種是氧直接參與產物合成， 很多抗生素的生物合成直接有關。
而氧是一種難溶氣體，在25 ℃ 和1 x 10s Pa 時，中的氧在純水中的溶解度僅為0.2 5 m ol /ms 。如果外界不能及時地供給氧，水中的溶解氧僅能維持培養基中微生物菌體的正常呼吸，隨之就會耗盡。因此，需要不斷地給生物反應器系統通入無菌空氣，并通過攪拌進一步分散，使發培養基中保持適度的溶氧濃度，從而保證微生物的正常生長和所需代謝產物的形成。
 
通過對攪拌式生物反應器的溶解氧性能研究，并結合生產實際情況，對攪拌器的改進或設計放大，并跟蹤實際品種的發酵生產得出，體積較小的可用多層園盤渦輪攪拌器; 體積大的，最底層保留園盤渦輪攪拌器，而用軸流漿取代上面各層渦輪攪拌器，形成合理的攪拌漿組合型式。這樣即可發揮渦輪攪拌器利于分散氣體的優點，又輔以軸流攪拌器，增強罐內循環，改善溶氧。當然，攪拌器型式的選擇應該比較慎重，文獻資料所提供的數據和生產經驗還遠遠不能滿足實際生產的需要，因此必須通過小型模擬試驗取得數據再作放大設計，按幾何相似的原則來決定大型攪拌器的形狀和尺寸，根據放大原則來決定攪拌器的轉速等參數。
 
  

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