过程工程学报 ›› 2022, Vol. 22 ›› Issue (9): 1192-1202.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221364CSTR: 32067.14.jproeng.221364
徐胜楠1,2, 刘宏斐1,2, 李雪良1,2, 堵国成1,2, 陈坚1,2*
Shengnan XU1,2, Hongfei LIU1,2, Xueliang LI1,2, Guocheng DU1,2, Jian CHEN1,2*
摘要: 以超大规模细胞培养为目的,构建了与细胞培养体系十分接近的冷模实验体系,系统地研究了微载体(Cytodex I)、细胞保护剂(Pluronic F68)和消泡剂(Antifoam C)对鼓泡塔反应器中气、固、液三相流流体力学和氧传质特性的影响。在0.04~0.17 cm/s表观气速范围内采用50 μm孔径的烧结金属滤芯曝气时,在含有0.5和1.0 g/L的Pluronic F68的磷酸盐缓冲溶液冷模体系中,气含率与表观气速成线性增加关系,而气泡直径受表观气速影响较小;相同气速下的冷模体系与空气-水体系相比,气含率显著提高,气泡直径明显减小。在所研究的表观气速范围内微载体均可全悬浮,对气含率有一定增强,但微载体浓度为14%~20%时对气泡大小几乎无影响。消泡剂用量在1.60×10-4时,可以有效抑制泡沫的形成。添加剂对液膜传质系数kL有较大负面作用,抵消了小气泡带来的传质面积增加,总的体积传质系数kLa变化不大。Euler-Euler多相流计算流体力学模型与拟稳态实验数据吻合较好,可用于指导反应器放大设计。