该文以翼型浆在青霉素发酵工艺中的工业应用为背景,以工业规模发酵罐中翼型搅拌浆优化设计和操作为目标,对有关诸多问题进行了探讨.首先,通过冷模实验,确定了适合在青霉素发酵工艺中采用的翼型搅拌的组合形式和结构参数.在不同规模的冷模设备中,对青霉素发酵工艺中通气搅拌操作下的混合过程进行了模拟研究,考察了气体分散状态、搅拌功率消耗、液相主体混合和气液相间氧的传递过程.在工厂中试罐规模发酵试验中,系统地考察了青霉素发酵液的流变性质、翼型组合浆在中试规模下的传递规律;结合对青霉素发酵过程中菌体形态变化情况的考察和流场测定结果,研究了剪切对青霉素发酵工艺的影响,提出了与产黄青霉相对应的剪切强度概念,可用以定量描述搅拌形式以及操作变量的变化对发酵罐内总剪切环境的影响.最后,在冷模实验和中试研究的基础上,提出了青霉素发酵工艺中应用翼型搅拌桨时的放大设计判据—氧化递速率和剪切强度,并且给出了具体的设计程式.