CFD技术优化红霉素发酵罐高效搅拌系统设计

本文主要探讨了"CFD技术在红霉素发酵罐搅拌系统设计中的应用"，发表于2014年的南京工业大学学报(自然科学版)。该研究聚焦于利用计算流体力学(CFD)这一现代数值模拟方法，来优化375立方米红霉素发酵罐的搅拌系统设计。红霉素发酵过程对搅拌系统的效率和能耗有严格的要求，因此，作者基于红霉素的生产工艺特性，如流体动力学性质和实际生产经验，设计了四套不同的搅拌系统。 CFD技术在本研究中发挥了关键作用，通过对每一套搅拌系统的流场、气含率（即气体在液体中的溶解度）、容积氧传质系数（衡量氧气传递效率的关键参数）、剪应变（反映搅拌器对流体剪切作用的强度）和功耗进行详细数值模拟分析。结果显示，方案1表现出显著的优势，其功耗较低，意味着能源消耗更节省；同时，该搅拌系统的气含率较高，有利于提高气体在液体中的溶解和传质效率，确保了良好的混合效果。剪应变适中且分布均匀，保证了整个发酵罐内的物料处理一致，避免了局部过度剪切导致的不利影响。 关键词如"红霉素"、"搅拌系统"、"CFD"以及"气液两相流"和"混合传质"揭示了研究的核心关注点，强调了这项工作在工业生物技术领域的实践价值。中图分类号TQ027和文献标志码A表明了该研究属于技术科学范畴，并符合学术期刊的高质量标准。通过这篇论文，作者不仅分享了他们的设计策略，还为后续类似规模发酵罐的搅拌系统设计提供了宝贵的参考依据。