發(fā)酵罐曝氣風機是一種專為發(fā)酵工藝設計的高效氣動設備，通過強制輸送空氣或氧氣，為發(fā)酵罐內的微生物提供充足的溶解氧，同時促進物料混合與熱量交換，是保障發(fā)酵過程穩(wěn)定性和效率的核心裝置。其通過高速旋轉的葉輪或渦輪產生負壓，將空氣吸入并通過管道輸送至發(fā)酵罐底部或側部的曝氣裝置（如微孔曝氣管、氣泡石等）。空氣以微小氣泡形式分散到液體中，顯著增加氣液接觸面積，使氧氣快速溶解至培養(yǎng)基中，滿足好氧微生物（如細菌、酵母、真菌）的代謝需求。同時，氣泡上升產生的攪拌作用可防止物料沉淀，促進溫度與營養(yǎng)成分的均勻分布。
1、提供氧氣（O?）供應（核心功能）
滿足微生物呼吸需求：絕大多數(shù)工業(yè)發(fā)酵（如抗生素、氨基酸、酶制劑、酵母生產）依賴好氧微生物。這些微生物在生長和合成目標產物時需要消耗大量氧氣進行有氧呼吸。
維持溶氧（DO）水平：曝氣風機將空氣或富氧氣體加壓送入發(fā)酵液，通過氣泡的形式將氧氣溶解到液體中，維持發(fā)酵液中溶解氧濃度在工藝要求的范圍內（如20%-40%空氣飽和度），確保微生物代謝活動正常進行。
2、促進氣液混合與傳質
增加氣液接觸面積：風機輸送的氣體通過發(fā)酵罐底部的曝氣裝置（如空氣分布器、微孔曝氣頭）形成大量微小氣泡，顯著增加氣體與液體的接觸界面，提高氧氣從氣相向液相的傳質效率（KLa值）。
強化混合：上升的氣泡帶動液體形成循環(huán)流動（氣升式攪拌），有效混合發(fā)酵液，使營養(yǎng)物質、溫度、pH值和細胞濃度在罐內分布均勻，避免局部濃度過高或過低。
3、輔助攪拌與減少能耗
氣升式攪拌：在氣升式發(fā)酵罐或作為機械攪拌的補充，曝氣產生的氣泡流可提供部分攪拌作用，減少對機械攪拌器的依賴，從而降低能耗和剪切力（對某些敏感細胞有利）。
防止沉淀：氣流的攪動作用可防止細胞或固體培養(yǎng)基成分在罐底沉積。
4、排除代謝廢氣
排出CO?：微生物在代謝過程中會產生二氧化碳（CO?）等廢氣。持續(xù)的氣流可以將這些有害氣態(tài)代謝產物從發(fā)酵液中帶出并排出罐外，防止其積累對細胞生長產生抑制作用（CO?抑制）。
5、輔助溫度控制
蒸發(fā)散熱：通入的空氣溫度通常低于發(fā)酵液溫度，氣流在上升過程中會帶走部分熱量，同時促進水分蒸發(fā)，起到一定的冷卻作用，輔助維持發(fā)酵溫度在設定范圍內。
6、保證發(fā)酵過程的穩(wěn)定性與高效性
通過精確控制風量、壓力和氣體成分（如使用純氧調節(jié)），可以優(yōu)化溶氧水平，提高細胞生長速率、產物合成效率和最終產量。
穩(wěn)定的供氣是實現(xiàn)發(fā)酵過程自動化控制（如DO反饋控制）的基礎，確保批次間的一致性和產品質量。
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