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作者：于婷婷;韩鸿宇;刘元涛;冯世红;张永刚;董学前;
单位：齐鲁工业大学(山东省科学院)食品科学与工程学部;山东省食品发酵工业研究设计院;新疆阜丰生物科技有限公司;
摘要：随着透明质酸市场规模不断扩大，发酵生产透明质酸产量日益增多，为了对大型透明质酸生物反应器的放大设计提供理论依据，该文将透明质酸发酵液视为非牛顿流体，使用剪切应力输运模型对200 m~3生物反应器中不同搅拌器组合下的流场进行模拟建模。计算结果表明，使用斜叶桨式搅拌器流速最低，功耗最低，三折叶桨式搅拌器流速最高，流体流动性增强效果最好，功耗最高；弧叶圆盘涡轮搅拌器流体流速分布好于直叶圆盘涡轮搅拌器，功耗更低，更适合作为发酵罐底桨。综合流场分布，表观黏度分布以及轴功率数据考虑，选定最佳桨叶组合为三层三折叶桨式搅拌器+弧叶圆盘涡轮搅拌器进行发酵试生产，经过24 h发酵，透明质酸产率达到12.53 g/L。为工业高黏物料生物反应器放大设计提供了思路。
关键词：计算流体力学;;非牛顿流体;;黏度;;生物反应器;;桨叶组合
基金资助：国家重点研发计划(2021YFC2103200);; 齐鲁工业大学(山东科学院)科教产“揭榜制”项目(2022JBZ01-08)
