QS氣升式發酵罐無攪拌高效發酵的生物工程核心
點擊次數：52 更新時間：2025-09-24
QS氣升式發酵罐是現代生物工程中一項高效且應用廣泛的核心設備。它以其特殊的無機械攪拌設計、杰出的傳質效率和較低的剪切力，在抗生素、氨基酸、酶制劑乃至單細胞蛋白的大規模生產中扮演著關鍵角色。
一、核心工作原理：密度差驅動循環
QS氣升式發酵罐的工作核心在于利用氣體噴射產生的密度差來驅動發酵液循環，從而實現混合與傳質。
其過程始于罐底部的氣體分布器（或噴嘴）。無菌壓縮空氣通過此處被高速噴入發酵液中，形成大量細小的氣泡（直徑通常在0.5-1.2mm）。這些氣泡在導流筒（或上升管）內密集上升。氣泡的存在使得導流筒內的氣液混合物密度顯著降低。
與此同時，發酵罐環隙區域（導流筒與外壁之間）的液體不含或含有較少氣泡，因此密度相對較大。這種密度差形成了強大的推動力，就像自然界中的對流一樣：密度較小的混合物在導流筒內向上流動，而密度較大的液體在環隙區向下流動，從而構成了一個持續、穩定的液體循環流。
二、特殊優勢與性能特點
基于上述原理，QS氣升式發酵罐展現出諸多優勢：
1.高效溶氧與混合：循環流動確保了營養物質、微生物和溶解氧在罐內均勻分布。氣泡在上升過程中不斷與液體混合并提供氧氣，其氧傳遞能力在同等能耗下比機械攪拌罐高得多。數據顯示，其溶氧效率可比機械攪拌提升20%-30%。
2.低剪切與低能耗：由于沒有高速旋轉的機械攪拌槳，罐內流體剪切力很小，這對保護對剪切力敏感的細胞至關重要。同時，無需驅動攪拌電機也使其能耗顯著降低，較機械攪拌式發酵罐可節電70%-80%。
3.結構簡單與無菌高可靠性：結構相對簡單，更易于清洗和滅菌（在位滅菌），設備內無衛生死角。由于沒有動密封裝置，從根本上避免了因此帶來的泄露和染菌風險，無菌操作可靠性較高。
三、廣泛應用領域
QS氣升式發酵罐的特性使其非常適合用于大規模生產單細胞蛋白質、抗生素、氨基酸、酶制劑、維生素、有機酸等好氧性發酵過程。在化工方面可用于氣-液、氣-液-固反應過程，在環保方面可用于污水處理。
但其也有局限性，例如不適用于高黏度或含大量固體的培養液，且需要較大的空氣吞吐量。
四、總結
QS氣升式發酵罐通過其巧妙的氣提循環原理，實現了高效、溫和、節能的生物發酵過程。它是生物技術產業中連接實驗室研究與工業化大規模生產的重要橋梁，特別是在需要高效供氧和低剪切環境的發酵應用中展現出不可替代的價值。
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