生物反应器是目前生物制药中的关键设备,它在很大程度上决定了细胞产生药用蛋白的质量和产量。生物反应器内溶氧主要采用鼓泡溶氧方式,鼓泡溶氧产生的气泡是生物反应器内细胞损伤的最主要原因之一,因此,生物反应器内鼓泡溶氧的研究具有非常重要的作用。本文运用Fluent软件分别对鼓泡溶氧的三个阶段进行了流体仿真分析,这三个阶段分别为:气泡产生、气泡上升和气泡破裂。首先建立了气泡大小与孔口直径、表面张力和通气速度之间的关系规律,并借助高速摄像设备对仿真结果进行验证;然后分析了气泡破裂过程释放的剪切力与气泡大小和表面张力的关系。并在此基础上,确定了在鼓泡溶氧过程中气泡直径应该控制在4mm以上;本文首次通过高性能计算机对气泡在搅拌流场中停留时间进行了三维仿真分析,并结合氧气供求平衡公式确定出对于5L搅拌式的反应器,溶氧过程中气泡直径应控制在8mm以下。最后根据现实溶氧控制中存在的问题,本文制定了一种基于Profibus-DP总线技术的远程监控系统方案,能够很好地解决实际细胞培养中出现的问题,而且在一定程度上使鼓泡溶氧的控制得到了改进。