生物反應(yīng)器攪拌槳槳葉優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、生物反應(yīng)器是通過模擬細(xì)胞生存環(huán)境,對細(xì)胞進行體外培養(yǎng)進而獲得細(xì)胞目的代謝產(chǎn)物藥用蛋白的設(shè)備。槳葉是生物反應(yīng)器的重要組成部分，它攪拌產(chǎn)生了混合流場，使得反應(yīng)器內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)快速傳遞，是驅(qū)動細(xì)胞生長的動力源。但槳葉在攪拌同時產(chǎn)生的剪切力會對細(xì)胞產(chǎn)生損傷，因此如何尋找一種適宜反應(yīng)器類型和結(jié)構(gòu)參數(shù)，是生物反應(yīng)器槳葉設(shè)計的主要問題。
　　本文首先針對Elephant Ear槳葉特點，采用VOF多相流模型和K-epsilon湍流模型，對反應(yīng)器內(nèi)兩

2、相流混合流場進行了模擬，分析了其速度和剪切力流場分布特性。通過仿真得知槳葉的不同安裝方式會形成明顯不同的混合流場，對比之下，下吸式安裝方式形成的單個漩渦流場更利于反應(yīng)器內(nèi)物質(zhì)傳遞。通過將Elephant Ear槳葉與兩種主流槳葉的仿真對比，Elephant Ear槳葉的混合充分，剪切力溫和的特點更適合選作反應(yīng)器攪拌槳。
　　本文針對5L反應(yīng)器的攪拌槳結(jié)構(gòu)參數(shù)（槳葉寬度，軸間夾角，槳葉直徑與罐體內(nèi)徑比），設(shè)計了正交仿真實驗，通過分析