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。
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