Abstract
在生化程序上，生化反應器的設計是一個相當重要的課題。在過去氣泡塔反應器已被廣泛地應用在氣液程序上。 Wu 和 Wu 於 1990 年提出單網管氣舉式反應器，其氣液質傳及液相混合等性質皆優於傳統氣舉式反應器及氣泡塔反應器。在本研究中，我們在測試四種不同直徑(9、 13、19 和29 公分)的反應器後發現，反應器的直徑對於反應器性能的影響十分明顯。在小反應器中，內網管對於氣液質傳能力的提升有相當大的助益；然而在大反應器中，內網管似乎對氣液質傳能力沒有什麼影響。至於在液相混合方面，單網管氣舉式反應器之液相混合時間始終要比氣泡塔來得短。一般而言，反應器內流體的流動機制會直接影響其流力、氣液質傳及混合性質，而不同規模的反應器可能會不同的流體流動機制。在本文中，我們提出一具複式網狀導流管之氣舉式反應器，在反應器內部以一多重網管的結構來簡化反應器在規模放大上的複雜性。實驗結果証實此反應器在氣液質傳能力上明顯高於氣泡塔及單網管反應器。在複式網管反應器的設計上，我們可根據MNTALR-2的網管排列方式，再利用氣液質傳係數之經驗關係式進行反應器之規模放大。近年來，在生物殺蟲劑的生產上蘇力菌桿菌受到十分廣泛的研究，而蘇力菌素則是蘇力菌桿菌所分泌的一種主要外毒素。研究中，我們依然將單網管氣舉式反應器應用在蘇力菌的培養上。在批式培養的結果中發現，高黃豆粉濃度對蘇力菌素的生產沒有明顯的影響。在醱酵程序上，饋料批式培養是一種常見的操作方式。此處，我們簡化饋料批式操作中的饋料成份，在批式培養階段即將大量的黃豆粉加到培養基中，饋料中不含任何的氮源。如此即使不加任何的無機氮源，最終的蘇力菌素濃度仍可達13 g/L以上。除此之外，也應避免短暫缺糖的狀況發生，否則菌體活性可能會受到影響而使得蘇力菌素生產減少。