【DO富氧技術說明】

Micro-giant BioEngineering 許志明著 2009.06.19

       微生物培養過程中若為好氣性菌種(有些兼氣性菌種視代謝狀況)，豐富大量的氧氣往往在某一培養階段被迫切需求，故就高溶氧(DO CASCADE)控制策略提列說明

如下： (注意高溶氧後往往伴隨而來高密度醱酵之大量起泡Foaming之困擾現象)

液態醱酵過程中，有效的攪拌可造成質能傳遞迅速，也包含了空氣中氧溶解於醱酵液中程度提高。但過高攪拌速度會造成剪切力(shear force)急劇增加，所以電腦一次增或減轉速設定值，並等待一段時間，觀察DO值變化後，再自動進行修正。且必須伴隨轉速上下限設定，以限定住變動因子於一定範圍內調整，並非無限制的增高或減少轉速，只為了達到DO設定。但若達到上限，尚無法提高溶氧至期待值，則程式可藉由設定自動轉移至下一個控制策略，如此自動轉移控制策略，但對象非直接對象，此種具"轉移"、"間接"之控制方式即謂CASCADE。

提高通氣量，往往是比較直接有效的方式。但增加至一定程度時即呈現明顯趨緩，DO不再增加，此因原始硬體設計之最大通氣vvm為一定值，考慮分散能力、氣泡滯留時間、途徑及體表面積等因素下，光是增加通氣量會有其極限，且易助長泡沫生成，成為另一重大困擾項目。故藉由設定上下限找到適切之通氣量，假如尚未達到DO目標值，但可藉由 " CASCADE " 控制交由下一控制因子追求，期使適時適能。

提高槽壓，期使氣泡滯留時間增加。但往往槽壓可變更之範圍不大(0.1~0.5kg/cm2) ，因為過壓不利大部分微生物生長，又唯有>0.5kg/cm2以上之槽壓才能明顯大幅增加DO，故此策略現行漸不再使用。

將適宜之通氣量，以 " CASCADE " 模式控制最後伴隨O2設定，如此可在其他控制因子達上限時再行啟動添加O2，以達有效及省能概念。O2之添加須注意來源壓力設定，一般O2 line須 > Air line 0.2kg/cm2以上且須加裝逆止閥。純氧不可直接打入醱酵槽內，須加設氣體混合器與空氣成一定比例混合後再輸入槽內。 以上瘦長型槽體設計再搭配上曝氣環及分散型翼片(適宜直徑及段數)才能確實達到溶氧分佈均勻。

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