搅拌桨组合数值模拟优化及在谷氨酰胺转胺酶发酵中的应用

搅拌是影响发酵过程的主要因素之一，组合不同类型搅拌桨、发挥其各自优势，势必能够优化搅拌性能、提高微生物发酵生产效率。本研究采用计算流体力学（CFD）方法，模拟六直叶涡轮桨（DT）和DT、DT和抛物线桨（BT6）、六斜叶桨（CM6）和DT以及CM6和BT6四种搅拌桨组合对流场和混合时间的影响。对模拟得到的混合时间进行实验验证。结果表明，最优组合为上桨叶为CM6桨，下桨叶为BT6桨。吸水链霉菌WSH03-13产谷氨酰胺转胺酶（TG）的发酵实验结果表明CM6和BT6桨组合可获得最高的谷氨酰胺转胺酶活性和生物量，分别为4.7U/mL和42.9g/L，较优化前（DT和DT桨）分别提高了53%和40.9%，说明优化后的搅拌桨组合更有利于微生物生长和发酵。研究结果为组合搅拌桨在微生物发酵过程中的应用提供了借鉴。