发酵过程的放大

缩小（scale down）：大规模发酵生产条件作为中小型实验条件。

放大（scale up）：实验室和中试车间结果应用到大规模发酵工业中。

小设备、大设备的环境条件分析（尽量一致）

• 化学因素：基质、前体浓度等，人为控制可保持恒定；

• 物理因素：温度、菌浓、粘度、压力、功率消耗、剪切力等。

第二阶段，中试工厂规模，确定菌种培养的最佳操作条件。

第三阶段，工厂大规模生产。

理想反应器放大应达到的相似条件：

1、几何相似性

2、流体力学相似性

3、热力学相似性

4、质量（浓度）相似性

5、生物化学相似性

• 经验放大法

• 缩小-放大法

• 因次分析法

• 数学模型法

一、几何相似放大

按反应器的各个部件的几何尺寸比例进行放大。放大倍数实际上就是反应器的增加倍数。

二、恒定等体积搅拌功率放大

这种方法适用对于以溶氧速率控制发酵反应的生物发酵，粘度较高的非牛顿型流体或高细胞密度的培养。

三、恒定体积溶氧系数放大

这种方法适用于牛顿性流体、高耗氧发酵（细菌发酵、酵母发酵）发酵过程的反应器的放大。

四、恒定搅拌叶尖线端速度放大

适用于生物细胞受搅拌剪切影响较明显的发酵过程的放大，例如丝状菌的发酵。

搅拌叶尖线端速度（πDn）是决定搅拌剪切强度的关键。

五、恒定混合时间放大

混合时间是指在反应器中加入物料，到它们被混合均匀时所需的时间。在小反应器中，比较容易混合均匀，而在大反应器中，则较为困难。

六、空气流量放大

（1）以单位培养液体积空气流量相同的原则放大

（2）以空气直线流速相同的原则放大

（3）以KLa值相同的原则放大