攪拌速度如何影響發(fā)酵液中的溶解氧濃度？

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常州源奧流體科技有限公司2025-05-09

攪拌速度主要通過以下幾個(gè)方面影響發(fā)酵液中的溶解氧濃度：氣液傳質(zhì)效率：攪拌能使空氣在發(fā)酵液中分散成更小的氣泡，增加氣液接觸面積。攪拌速度越快，氣泡分散得越均勻、越小，氣液接觸面積就越大，氧氣從氣相進(jìn)入液相的傳質(zhì)速率就越高，從而提高發(fā)酵液中的溶解氧濃度。同時(shí)，攪拌還能不斷更新氣液界面，減少界面處的液膜阻力，使氧氣更容易穿過液膜進(jìn)入發(fā)酵液主體，進(jìn)一步提高溶解氧濃度。發(fā)酵液混合程度：適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣瓤墒拱l(fā)酵液充分混合，避免出現(xiàn)局部缺氧區(qū)域。發(fā)酵液中的微生物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和溶解氧能夠均勻分布，有利于微生物充分利用氧氣進(jìn)行代謝活動(dòng)。當(dāng)攪拌速度過低時(shí)，發(fā)酵液混合不均勻，會(huì)導(dǎo)致氧氣在局部區(qū)域積累，而其他區(qū)域則缺氧，整體溶解氧濃度難以維持在較高水平。而攪拌速度過高，雖然能增強(qiáng)混合效果，但可能會(huì)使氣泡在發(fā)酵液中的停留時(shí)間過短，不利于氧氣的充分溶解。氧的溶解度：攪拌速度會(huì)影響發(fā)酵液的溫度和壓力分布。一般來說，攪拌速度增加，發(fā)酵液內(nèi)的剪切力增大，可能會(huì)使液體內(nèi)部的壓力降低。根據(jù)亨利定律，氣體在液體中的溶解度與壓力成正比，壓力降低會(huì)使氧的溶解度下降。但在實(shí)際發(fā)酵過程中，這種影響通常較小，且可以通過調(diào)整通氣量等其他因素來補(bǔ)償，以維持溶解氧濃度的穩(wěn)定。此外，攪拌速度過快可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵液溫度升高，而溫度升高會(huì)使氧的溶解度降低，不利于維持較高的溶解氧濃度。因此，在檸檬酸發(fā)酵過程中，需要通過實(shí)驗(yàn)確定合適的攪拌速度，以平衡氣液傳質(zhì)、發(fā)酵液混合以及對(duì)氧溶解度的影響，從而獲得適宜的溶解氧濃度，滿足微生物生長(zhǎng)和代謝的需求，提高檸檬酸的產(chǎn)量和質(zhì)量。