氧是一种难溶气体，在25℃和1×106Pa时，空气 中的氧在纯水中的溶解度仅为0.25mol/m3左右。由于 培养基中含有大量有机物和无机盐，实际氧在液相中 的溶解度就更低。当菌体浓度为1015 个/m3 ，每个菌 体体积（含水量80% ）为10-16m3 (直径5.8μm)，细胞 呼吸强度为2.6×10-3mol 氧/(kg细胞·s)，菌体密度为 1000[kg/m3 ]，则每立方米培养基的需氧量为： 2.6×10-3×10-16×1015×1000×(1-80%) = 0.052mol氧/(m3·s)= 187.2mol氧/(m3·h) 即在1m3培养基中每小时需要的氧是溶解量的750 倍。因此，在生物反应过程中有效而经济地供氧是极 为重要的
氧是一种难溶气体，在25℃和1×106Pa时，空气 中的氧在纯水中的溶解度仅为0.25mol/m3左右。由于 培养基中含有大量有机物和无机盐，实际氧在液相中 的溶解度就更低。当菌体浓度为1015 个/m3 ，每个菌 体体积（含水量80% ）为10-16m3 (直径5.8μm)，细胞 呼吸强度为2.6×10-3mol 氧/(kg细胞·s)，菌体密度为 1000[kg/m3 ]，则每立方米培养基的需氧量为： 2.6×10-3×10-16×1015×1000×(1-80%) = 0.052mol氧/(m3·s)= 187.2mol氧/(m3·h) 即在1m3培养基中每小时需要的氧是溶解量的750 倍。因此，在生物反应过程中有效而经济地供氧是极 为重要的
微生物对氧的利用率首先取决于发酵液中氧 的溶解度和氧传递速率。 采取高密度培养方法提高生产效率时，高密 度的细胞将使氧的消耗速度超过氧的传递速度。 此时，氧的传递速度成为生物反应的限制性因素， 为提高微生物的反应速度，就必须提高氧的传递 速度
微生物对氧的利用率首先取决于发酵液中氧 的溶解度和氧传递速率。 采取高密度培养方法提高生产效率时，高密 度的细胞将使氧的消耗速度超过氧的传递速度。 此时，氧的传递速度成为生物反应的限制性因素， 为提高微生物的反应速度，就必须提高氧的传递 速度
发酵过程中，有的微生物以菌丝团（或絮状 物）的形式生长繁殖，这时，基质必须通过扩散 进入菌丝团内，基质的扩散与利用是同步进行的。 当菌丝团内的基质浓度低于主体发酵液中的，且 反应速度与基质浓度呈正比时，产物的生成速度 和菌体的生成速度都将低于悬浮单一细胞的相关 速度。 为克服发酵过程中的扩散限制，可通过减小 菌丝团尺寸的方法来解决
发酵过程中，有的微生物以菌丝团（或絮状 物）的形式生长繁殖，这时，基质必须通过扩散 进入菌丝团内，基质的扩散与利用是同步进行的。 当菌丝团内的基质浓度低于主体发酵液中的，且 反应速度与基质浓度呈正比时，产物的生成速度 和菌体的生成速度都将低于悬浮单一细胞的相关 速度。 为克服发酵过程中的扩散限制，可通过减小 菌丝团尺寸的方法来解决
一般二氧化碳的生成与生物反应的活性有关， 生物反应过程中，常常会有大量二氧化碳溶解在反 应液中，气液两相中的二氧化碳会以不同形式 (CO2 ,H2CO3 , HCO3 -1 ,CO3 -2 ) 进行转变，导致反 应液的pH值发生变化。 双液相生物反应系统中一个典型例子是由碳氢 化合物生产SCP。如何提高反应系统中基质的传递 速度是非常重要的课题。在反应系统加入氧载体是 一种改善氧传递速度的有效方法。 固态发酵（Solid state fermentation）中，通 风除为微生物提供足够的氧外，还带走发酵热 （Fermentation heat）和部分二氧化碳，同时还带 走大量水分，使湿度成为决定固态发酵成功与否的 关键因素之一
一般二氧化碳的生成与生物反应的活性有关， 生物反应过程中，常常会有大量二氧化碳溶解在反 应液中，气液两相中的二氧化碳会以不同形式 (CO2 ,H2CO3 , HCO3 -1 ,CO3 -2 ) 进行转变，导致反 应液的pH值发生变化。 双液相生物反应系统中一个典型例子是由碳氢 化合物生产SCP。如何提高反应系统中基质的传递 速度是非常重要的课题。在反应系统加入氧载体是 一种改善氧传递速度的有效方法。 固态发酵（Solid state fermentation）中，通 风除为微生物提供足够的氧外，还带走发酵热 （Fermentation heat）和部分二氧化碳，同时还带 走大量水分，使湿度成为决定固态发酵成功与否的 关键因素之一
6.2.1 氧传递理论概述 图6-2 氧从气泡到细胞中传递过程示意图
6.2.1 氧传递理论概述 图6-2 氧从气泡到细胞中传递过程示意图