[SynBioCon]获悉，清华大学合成与系统生物学中心陈国强教授团队联合苏州沃美生物有限公司研发团队，近日在《Bioresource Technology》发表最新研究成果！他们原创性开发出Flip-Flow双向搅拌生物反应器，通过上下桨叶反向旋转重构反应器流场。该生物反应器被设计为上下两排叶片顺时针转动，中间的叶片逆时针转动，形成两股上下对撞的水流，无需提高转速或增加供氧即可得到较为高效的氧传质和更为平均的气体分布,更是极大降低了发酵能耗。

在单细胞蛋白、可降解塑料PHB、两类典型产物发酵中分别实现36.8%、25.4%的产量增长，更推动γ-氨基丁酸（GABA）全细胞催化合成达到1709g/L！

好氧发酵是高密度细胞培养、大宗生物制造的核心环节，但“高氧需求与高能耗”“高传质与低剪切”始终是行业痛点：高密度培养下溶氧不足会限制细胞生长，而单纯提高搅拌转速或通气量又会大幅增加能耗，还会损伤剪切敏感型菌株。传统搅拌反应器多采用单向旋转桨叶，易形成局部高剪切区和混合死区，传质效率提升空间有限。

近年来，同轴搅拌、泰勒涡反应器等新型构型虽有一定改善，但仍依赖锚式-中心桨的组合优化，尚未从流场重构的根本层面解决问题。

针对上述瓶颈，陈国强教授团队提出“双向对转搅拌”创新思路，通过上下桨叶逆向旋转打破传统流场对称性，结合计算流体力学（CFD）模拟解析流场特性，最终开发出双向搅拌Flip-flow生物反应器，为高密度好氧发酵提供了全新的装备解决方案。相关成果以《Flip-Flow bioreactors enhance bioproductions with better oxygen transfer and energy saving》为题发表于《Bioresource Technology》。

图文导图

本研究原创开发的Flip-flow双向搅拌生物反应器，通过重构反应器内部流场，突破了传统好氧发酵“传质-能耗-剪切”难以协同优化的瓶颈：无需大幅提高搅拌功耗和通气量，即可实现氧传递效率的大幅提升，在三类典型生物制造场景中均实现产量显著增长。与当前报道的同轴搅拌、非对称桨叶等优化方案相比，该构型采用多Rushton桨对转的全新策略，为有氧发酵系统的氧传递强化提供了全新路径，有望在单细胞蛋白、生物基材料、医药中间体等大规模生物制造领域实现产业化应用。

SynBioCon 2026（第5届）

08.16-18, 浙江·宁波

#第5届合成生物与绿色生物制造大会 (简称SynBioCon 2026) 将于8月16-18日在浙江·宁波隆重举办，由DT新材料主办，酶赛生物共同协办。

大会聚焦产业上下游协作、助推创新成果转化和探索产业化趋势进展。。通过“5大专题论坛+1场前沿科技论坛+5大同期活动”，汇聚创新企业、科研院所与高校、产业资本、海内外机构和力量，围绕“绿色化工和新材料、海洋生物制造与创新农业、未来食品和营养健康、AI+生物制造”等热点板块深度研讨。诚邀产业链从业者参会，共探生物制造新增量！

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特色论坛「第2届合成生物前沿科技及青年论坛」

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