李輝，李干祿，何峰，許旭，田威龍，許晟，陳可泉，歐陽平凱

（1 南京工業(yè)大學生物與制藥工程學院，材料化學工程國家重點實驗室，江蘇南京211816；2 江蘇集萃工業(yè)生物技術研究所有限公司，江蘇南京210000）

生物反應器是指利用生物催化劑（酶或生物體）在體外進行生化反應的裝置系統(tǒng)，主要分為攪拌式生物反應器和氣升式生物反應器，此外還包括自吸式生物反應器、鼓泡式生物反應器、生物膜反應器和固態(tài)物料生物反應器等[1-3]。生物反應器在工業(yè)生物技術、農林行業(yè)、醫(yī)藥、食品和污水處理等領域的應用日益廣泛，常用于發(fā)酵合成生物基化學品、食品和污水凈化等[4-7]。生物發(fā)酵過程中，氣液傳質效率是影響生物發(fā)酵過程能耗和成本的重要因素。傳統(tǒng)生物反應器的供氧方式以厘米級或毫米級氣泡為主，氣液傳質效率低，導致混合能耗高[8-9]。微氣泡是指直徑1～1000μm的微米級氣泡，具有氣液接觸面積大、氣體溶解速率快、上升速度慢、水中停留時間長、內部壓力高、界面zeta電位高和自由基形成能力等理化性質[10-11]。微氣泡氣液接觸面積大和氣體溶解速率快等特征非常適合于生物反應器，能提高氣液傳質效率和增強氣體的利用率，降低發(fā)酵過程的通氣比[12-13]。因此，本文綜述了能夠耦合生物反應器的微氣泡發(fā)生裝置，并評述空氣微氣泡和二氧化碳微氣泡耦合生物反應器的研究進展。

1 微氣泡發(fā)生裝置

微氣泡的形成方式有多種，如文丘里、微孔膜過濾、微通道、超聲波和化學反應等。但是生物反應過程要求高氣液傳質效率、低剪切應力和低能耗等，因此能耦合于生物反應過程的微氣泡的形式主要分為兩種：一是通過高剪切應力，將大氣泡直接粉碎成微氣泡，如文丘里式、噴射式和高速旋轉切割等[14-16]；二是通過微孔膜分割大氣泡形成微氣泡[17-18]。

文丘里通過高速水流的強剪切力，將吸入小孔的較大空氣泡粉碎成微小氣泡，Reynolds 數(shù)越高，剪切力越大，從而形成的氣泡直徑越小，結構如圖1 所示。Wang 等[19]和Lee 等[20]研究了進口角度、出口角度、流速和壓力降對文丘里式微氣泡發(fā)生器形成微氣泡的影響，發(fā)現(xiàn)出口角度是關鍵的影響因素，微氣泡的大小與出口角度密切相關，大的出口角度形成的微氣泡直徑更小，微氣泡的平均直徑為75.9μm。文丘里微氣泡發(fā)生器高的剪切應力難以適合于剪切力敏感的發(fā)酵過程，但是生物膜反應器的污水處理過程有一些相關的報道。

圖1 文丘里微氣泡分散器結構［20］

微氣泡分散器（microbubble diffuser，MBD）通過氣液流通于高速旋轉的圓盤并結合擋板，通過高強度剪切應力將大氣泡粉碎成微氣泡，結構如圖2 所示。微氣泡分散器通過旋轉板裝置形成微氣泡，其轉速超過4000r/min，并結合表面活性劑維持微氣泡的穩(wěn)定，形成的微氣泡直徑為20～1000μm，能用于耐高剪切力的菌株，如釀酒酵母和畢赤酵母等[21]，難以用于剪切敏感的菌株。

圖2 微氣泡分散器結構［21］

微孔膜形成微氣泡主要依賴于微孔膜的孔徑和膜兩側的跨膜壓差，能形成微氣泡的微孔膜主要包括陶瓷膜、金屬膜和玻璃膜等，其中微孔膜的孔徑一般在5nm～200μm[22-24]。靜態(tài)微孔膜形成的氣泡直徑較大，Kazakis 等[25]研究發(fā)現(xiàn)靜態(tài)金屬膜，膜孔孔徑40μm，形成的氣泡大小為3～6mm，氣泡大小與氣體流速、微孔孔徑和流體性質密切相關。為了降低微孔膜過濾形成微氣泡直徑，科研工作者采用流體振蕩器改變氣體的流體狀態(tài)、增加膜表面的液體相對速度、改善膜表面的親水特征和改變流體的性質等技術手段降低微氣泡的直徑。

Tesa?[26-28]開發(fā)了流體振蕩器（圖3），流體振蕩器通過負反饋環(huán)賦予氣體周期振蕩的特征，周期振蕩導致膜上的微孔周期性吸入和排出水分，從而抑制微氣泡形成過程交聯(lián)周邊微氣泡，避免形成大氣泡，從而控制微氣泡的直徑和增加了微氣泡的密度。

圖3 流體振蕩器耦合微孔膜形成微氣泡［28］

增加膜表面的液體流速，能夠縮短微氣泡的形成時間，減少微氣泡形成過程交聯(lián)周邊微氣泡，從而降低氣泡的直徑。Liu 等[29]研究發(fā)現(xiàn)控制通過陶瓷膜表面的流體流速能控制形成的微氣泡大小，膜表面液體的流速越大其形成的微氣泡直徑越小，同時發(fā)現(xiàn)微氣泡的大小與流體的性質如黏度密切相關，黏度增加氣泡粒徑先降低后增加。Kukizaki等[30]研究了在Shirasu多孔玻璃（SPG）膜表面形成微氣泡的特征，發(fā)現(xiàn)膜孔孔徑3.07μm，跨膜壓差是泡點壓力的1.1 倍，形成的微氣泡直徑為27.8～64.8μm，微氣泡的形成與流體表面勢有關，流體黏度增加微氣泡的直徑也隨之增加。

通過控制流體特征，靜態(tài)微孔膜能形成大量均一的微氣泡，但是，靜態(tài)微孔膜在生物發(fā)酵過程，由于生成有機絮凝物如蛋白質和細胞碎片等，易于堵塞微孔膜孔徑，導致通氣量不斷下降。為了解決這個難題，南京工業(yè)大學陳可泉課題組[31]通過金屬膜耦合攪拌槳，設計和制造了微氣泡曝氣攪拌槳，如圖4所示，通過攪拌槳不斷旋轉，增加膜表面的流體相對速度，進而形成大量的微氣泡，并避免發(fā)酵過程形成的蛋白質和細胞碎片造成的膜孔堵塞。

圖4 微氣泡曝氣攪拌槳

總之，耦合生物反應器的微氣泡形成過程，以生物反應過程為出發(fā)點，在提高氣液傳質效率的同時，盡量避免微氣泡形成的高剪切力對微生物反應過程的影響。表1比較了不同微氣泡發(fā)生裝置的特征，表明不同微氣泡發(fā)生裝置具有不同的應用場合和適應范圍，微氣泡曝氣攪拌槳具有最廣泛的應用前景。綜上所述，以上方法形成的微氣泡直徑在一般在20～1000μm，但是隨著氣泡粒徑的不斷變小，微氣泡表面的界面zeta電位越高，其形成的活性氧自由基能力越強，越容易造成微生物損傷；并且由于氣泡直徑很小時，伴隨著氣泡上升速率降低，將會導致氣液兩相的速率差很低，從而使液膜傳質系數(shù)kL顯著下降。另一方面隨著微氣泡直徑的不斷增加，其氣液接觸面積不斷變小，氣液傳質效率不斷降低，因此適用于微生物發(fā)酵的微氣泡直徑在50～500μm最佳。

表1 不同微氣泡發(fā)生裝置的比較

2 空氣微氣泡耦合攪拌式生物反應器的應用

攪拌式生物反應器依靠攪拌槳的旋轉提供液相攪拌的動力，進而混合培養(yǎng)基、微生物和空氣，其具有較大的操作范圍、良好的混合性和濃度均勻性，因此在生物反應中被廣泛使用。微氣泡分散器能形成大量均一的微氣泡，耦合生物反應器能顯著增加氧氣的傳質效率。Kaster 等[32]采用表面活性劑輔助的微氣泡分散器耦合攪拌式生物反應器用于酵母的發(fā)酵，其氧氣傳質系數(shù)達到190h-1，酵母的比生長速率快于其他的曝氣方式。Zhang 等[21]采用MBD 耦合攪拌式生物反應器用于重組畢赤酵母（Pichia pastoris）高密度發(fā)酵生產人血清白蛋白，研究發(fā)現(xiàn)MBD的氧氣傳質系數(shù)為268.6h-1，是同等條件下傳統(tǒng)曝氣方式的3.53 倍，細胞濃度達到137.7g/L，人血清白蛋白表達量為301.2mg/L，分別是同等條件下傳統(tǒng)曝氣方式的2.82 倍和4.44 倍。Weber 等[33]采用MBD 用于剪切敏感的里氏木霉（Trichoderma reesei）RUT C30 發(fā)酵產纖維素酶的研究，相對于普通曝氣的生物反應器，發(fā)現(xiàn)其氣液傳質效率（kLa）增加了5倍以上，細胞生長率增加了2倍以上，但是纖維素酶活性沒有顯著增加，可能是由于高剪切應力造成細胞損傷。Hensirisak 等[34]比較研究了1L規(guī)模的MBD耦合1L和50L攪拌式生物反應器對釀酒酵母的發(fā)酵效果，發(fā)現(xiàn)MBD 能降低生物反應器的轉速，從而降低攪拌能耗，在保持相似kLa條件下，MBD耦合生物反應器的整體能耗低于傳統(tǒng)曝氣的生物反應器的能耗，具有一定的放大價值，但是沒有進一步研究放大規(guī)律。Inan等[35]采用MBD 耦合攪拌式生物反應器好氧發(fā)酵大腸桿菌（Escherichia coli）生產聚羥基丁酸酯（PHB），結果發(fā)現(xiàn)MBD 發(fā)酵增加了氣液傳質，其PHB 得率達到了43%，是傳統(tǒng)生物反應器的1.87倍。Ju等[36]采用MBD耦合5L攪拌式生物反應器用于發(fā)酵裂殖壺菌（Schizochytrium sp.）SH103 生產脂質，結果發(fā)現(xiàn)微氣泡發(fā)酵的生物量達到100.6g/L，脂質含量達到48.6g/L，比合成速率為1.0g/(L·h)，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)曝氣的攪拌式生物反應器，發(fā)酵體系放大到50L 生物反應器，其產量基本保持不變。Li 等[37]研究了MBD耦合攪拌式生物反應器的氣液傳質特征，微氣泡平均直徑在50～60μm，發(fā)現(xiàn)攪拌能耗和表觀氣速是影響氣液傳質效率的關鍵因素，攪拌能耗和表觀氣速增加，氣液傳質效率隨之增加。微氣泡分散器不僅應用于微生物發(fā)酵，還應用于植物組織培養(yǎng)，Zhao 等[38]采用MBD 用于增強煙草毛狀根的生長和代謝，發(fā)現(xiàn)非離子表面活性劑Triton X-100在50mg/L 以下水平，穩(wěn)定的微氣泡不抑制煙草毛狀根的生長和代謝，微氣泡顯著增加了氣液傳質效率，溶解氧水平由60%增加到85%，經(jīng)過連續(xù)30天的培養(yǎng)尼古丁產量達到146mg/L。綜上所述，微氣泡分散器（MBD）通過圓盤的高速旋轉并結合擋板形成高強度剪切應力將大氣泡粉碎成均一的微氣泡，之后通過發(fā)酵培養(yǎng)基循環(huán)的方式耦合生物反應器，雖然形成的大量微氣泡能提高氣液傳質效率和促進生物量提高，但其高的剪切應力難以適用于剪切敏感的微生物發(fā)酵。

Nie 等[39]對比研究了在攪拌式生物反應器內不同氣體分布器類型對高山被孢霉（Mortierella alpina）產花生四烯酸（ARA）的影響，發(fā)現(xiàn)微孔陶瓷膜氣體分布器能形成直徑為280μm的微氣泡，其細胞干重、油脂和ARA 含量分別達到29.67g/L、16.74g/L和8.29g/L，相對于多孔環(huán)式氣體分布器的攪拌式生物反應器，其ARA 產量增加了4.17 倍，但是長期使用，菌體蛋白或破碎菌體會導致膜孔堵塞。Fujikawa 等[40]為了減少靜態(tài)微孔膜曝氣過程中的微氣泡聚并現(xiàn)象，采用水平高速旋轉多孔金屬膜，發(fā)現(xiàn)旋轉頻率和氣體流量是形成微氣泡的關鍵因素，轉速增加微氣泡直徑持續(xù)減小并且微氣泡密度持續(xù)增加，氣體流量增加，微氣泡直徑和密度也持續(xù)增加，最終優(yōu)化后微氣泡的平均直徑維持在10～20μm。南京工業(yè)大學陳可泉課題組[41]將設計的微氣泡曝氣攪拌槳耦合攪拌式生物反應器，將微氣泡攪拌式生物反應器與普通攪拌式生物反應器相比較，發(fā)現(xiàn)微氣泡生物反應器的氣液傳質效率增加1倍以上，在保持相似混合效率下，單位混合能耗降低了30%，對花生四烯酸（ARA）的發(fā)酵對比發(fā)現(xiàn)，ARA 產量增加了2.8 倍，絲狀真菌M.alpine 的細胞損傷低于傳統(tǒng)攪拌式生物反應器。Guo 等[42]采用微氣泡生物反應器對二十二碳六烯酸（DHA）的好氧發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)DHA的產量提高了50%以上。

綜上所述，微氣泡分散器和微氣泡曝氣攪拌槳能耦合攪拌式生物反應器，提高氣體傳質效率，促進微生物菌體增殖和產物濃度提高。但是目前其研究仍處于實驗室規(guī)模階段，放大效應和放大規(guī)律仍處于研究空白，并且MBD 具有高的剪切應力，難以適用于剪切敏感的微生物培養(yǎng)過程，如絲狀真菌等。而微氣泡曝氣攪拌槳將微氣泡形成與攪拌式生物反應器融合為一體，避免了單獨配置微氣泡發(fā)生裝置，并具有低的混合能耗和剪切應力，具有更廣泛的應用前景，但是長時間應用可能會導致無機鹽離子結垢，從而導致膜孔堵塞，并且其放大規(guī)律和能耗的研究未見報道。

3 空氣微氣泡耦合氣升式生物反應器的應用

氣升式生物反應器的流動性較其他生物反應器更為均勻，而且其結構簡單，具有較少的泄漏點和死角等，廣泛應用于生物發(fā)酵過程。Zhao等[43]開發(fā)了采用5μm 金屬多孔膜氣體分布器形成微氣泡的光生物氣升式反應器，用于培養(yǎng)小球藻，結果表明形成的500μm 微氣泡顯著增加氧氣傳質和光生物反應，提高了小球藻的生長效率。靜態(tài)微孔膜雖然能形成大量的微氣泡，但是隨著氣體流量的增加，微氣泡直徑顯著增大，并且生物發(fā)酵過程形成的蛋白質或細胞碎片能堵塞膜孔，造成效率下降和能耗增高。Zimmerman課題組將流體振蕩器耦合微孔膜氣體分布器形成微氣泡過程應用于生物發(fā)酵等相關過程，取得了明顯的成效。Brittle 等[44]比較研究了超聲波振蕩結合多孔膜、流體振蕩耦合單孔膜和流體振蕩耦合陶瓷膜分布器形成微氣泡的大小和密度，結果發(fā)現(xiàn)流體振蕩耦合陶瓷膜分布器形成最小的微氣泡和最大的微氣泡密度。Hanotu等[45]對流體振蕩器耦合多孔膜曝氣的曝氣過程進行了深入研究，分析了不同的膜孔徑和流體振蕩頻率對形成的微氣泡的影響，發(fā)現(xiàn)在擴散室中引入流量分布板能改善氣體在多孔膜的分布，從而形成大量的單一氣泡，形成的氣泡粒徑為膜孔直徑的2～3 倍。Rehman 等[46]采用流體振蕩形成微氣泡應用于污水處理過程，形成了高密度單分散的直徑100μm 的微氣泡，顯著增加了污水處理過程的氧氣傳質系數(shù)、混合效率和能量效率，并減少了碳足跡。Zimmerman 等[47]采用流體振蕩器耦合微孔膜設計了氣升式生物反應器，發(fā)現(xiàn)形成的微氣泡平均直徑為700μm，相對于普通氣泡，顯示出明顯增高的氣液傳質效率。Al-Mashhadani 等[48]采用CFD 模擬優(yōu)化了流體振蕩器耦合微孔膜設計的氣升式生物反應器，發(fā)現(xiàn)微氣泡直徑大于200μm，不僅增加了氣液接觸面積，還增加了液速從而改善了混合效率。Hanotu等[49]將流體振蕩器耦合微孔膜的氣升式生物反應器用于酵母的培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)相對于普通氣泡的氣升式生物反應器，微氣泡氣升式生物反應器提供更高的氣液傳質效率，酵母細胞平均生長速率提高了41%。

流體振蕩器耦合微孔膜形成微氣泡也用于生物預處理過程。Mulakhudair等[50]開發(fā)了空氣微氣泡耦合惡臭假單胞菌（Pseudomonas putida）預處理木制纖維素生成葡萄糖的策略，微氣泡平均直徑小于100μm，能產生高強度的自由基，降低木質纖維素的強度并形成空洞，之后惡臭假單胞菌進一步降解木質纖維素生成葡萄糖，最終葡萄糖產量為2.7g/L，顯著高于微氣泡或惡臭假單胞菌單獨預處理的結果。流體振蕩器耦合微孔膜形成微氣泡過程主要用于氣升式生物反應器，存在著混合效率偏低和較大的溶氧死區(qū)，并且放大過程有可能會導致流體振蕩器振蕩的振幅發(fā)生衰減，從而降低微氣泡曝氣效率，并聯(lián)多個流體振蕩器可以避免振幅衰減，但會增加設備成本。

4 空氣微氣泡耦合生物膜反應器的應用

生物膜反應器是在反應器中添加各種填料使微生物附著生長在填料上形成了一層生物構成的類似于膜的結構，生物膜能夠發(fā)揮微生物的群體效應，從而提高產物的產量，并能實現(xiàn)發(fā)酵過程的連續(xù)化。生物膜固定于填料上，不會參與微氣泡形成過程，避免高剪切力損傷微生物，因此，微氣泡耦合生物膜反應器具有廣泛的應用前景。

Liu 等[51]采用SPG 膜曝氣微氣泡耦合生物膜反應器用于污水處理，顯示出高的氧傳質效率，同時發(fā)現(xiàn)疏水膜更適合于好氧污水處理的微氣泡曝氣。同時，Liu 等[52]發(fā)現(xiàn)污水處理過程，污水中的有機和無機污染物能夠堵塞SPG 膜的膜孔，造成通氣量下降，而離線清潔污染物后，膜的微孔基本沒有變化，微氣泡形成和氧氣傳質效率幾乎完全恢復。進一步，Liu 等[53]采用SPG 膜曝氣微氣泡耦合生物膜反應器用于合成廢水的處理，其形成的微氣泡能顯著提高溶氧水平，有效地去除COD和銨。Zhang 等[54]采用SPG 膜曝氣微氣泡耦合固定床生物膜反應器用于好氧廢水處理，其溶氧濃度和氧氣利用效率顯著提高，并有效去除COD 和氮。劉春等[55]比較了微氣泡曝氣（MB）與傳統(tǒng)氣泡曝氣（CB）的流化床生物膜反應器運行性能以及生物膜形成過程與組成特性，結果表明運行中的MB 生物膜反應器的COD 和銨等污染物去除性能優(yōu)于CB 反應器。同時，MB 生物膜反應器的氧利用率高達94.3%，顯著高于CB 生物膜反應器。MB 反應器中生物膜形成速率和穩(wěn)定生物膜生物量均高于CB 反應器。因此，微氣泡曝氣能夠加速生物膜形成并獲得更高的活性生物量，從而提高生物膜反應器的啟動運行性能。綜上所述，耦合微氣泡曝氣過程能夠增強生物膜反應器的氣液傳質效率，但是生物膜反應器耦合微氣泡曝氣多用于好氧廢水處理，應用于生物發(fā)酵過程的研究未見報道，因此具有很高的開發(fā)潛力。

5 二氧化碳微氣泡生物反應器的應用

二氧化碳微氣泡能夠增強二氧化碳的傳質效率，非常適合于厭氧生物發(fā)酵過程。微藻Dunaliella salina能利用二氧化碳生成氧氣，二氧化碳的傳質限制不利于微藻生成氧氣。Zimmerman等[56]采用流體振蕩器結合微孔板曝氣形成CO2微氣泡的氣升式光生物反應器，微氣泡平均直徑為656μm，提高了葉綠素的含量，CO2微氣泡解除了氧氣抑制，增加了比生長速率和生物質產量。Cheng 等[57]開發(fā)了一種二氧化碳微氣泡溶解器，顯著增加了二氧化碳的在光生物反應器中的溶解度和傳質，微藻生物質相對于普通曝氣的光生物反應器增加了30%。Cheng 等[58]又開發(fā)了一種射流曝氣切向旋流平板光生物反應器，二氧化碳微氣泡的平均直徑370μm，傳質系數(shù)達到48.9h-1，最終微藻生物質含量增加了49.4%。Al-Mashhadani等[59]采用流體振蕩器結合微孔板曝氣形成CO2微氣泡的氣升式反應器，氣泡平均直徑為550μm，以有機廢棄物為原料，厭氧發(fā)酵合成生物甲烷，發(fā)現(xiàn)CO2微氣泡曝氣增加了甲烷的產量?？傊趸嘉馀菰谝远趸紴樵系纳锇l(fā)酵過程和厭氧發(fā)酵過程具有廣泛的應用前景。

除了以上報道的耦合微氣泡的生物反應器，雖然微通道形成微氣泡過程難以應用于大規(guī)模生物發(fā)酵過程，但微通道技術能耦合于微型生物反應器，用于微生物的篩選過程。Peterat等[60]采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）制備微氣泡微型生物反應器，其反應容積70μL，微氣泡直徑150～450μm，氣含率達到30%，氧氣的氣液傳質效率為0.14s-1，以釀酒酵母為模式微生物，酵母的比生長速率為0.37h-1，生物質含量達到3.2g CDW/L，氧氣利用效率（OUR）為1.3～1.5mmol O2/(g CDW·h)。但是，微氣泡耦合其他類型的生物反應器的研究罕有報道。

6 結語與展望

微氣泡耦合生物反應器能顯著提高氣液傳質效率，提高氣體的利用效率，促進微生物增殖和產物產量提高。但是，微氣泡耦合生物反應器的研究仍有幾個問題需要解決。

（1）微氣泡耦合生物反應器的研究仍處于實驗室規(guī)模階段，其放大效應和放大規(guī)律仍然不明確。

（2）膜在生物發(fā)酵過程中的長時間運行，無機離子易在孔中結垢，長期運行后會導致堵塞，膜曝氣的微氣泡耦合生物反應器的長期運行的穩(wěn)定性需要進一步明確。

（3）流體振蕩器放大過程有可能會導致流體振蕩器振蕩振幅發(fā)生衰減，從而降低微氣泡曝氣效率，需要進一步考察流體振蕩器的放大效應和放大方式。

（4）微氣泡耦合生物反應器的滅菌操作區(qū)別于普通的生物反應器，其滅菌和衛(wèi)生過程可能存在死角，需要對滅菌和衛(wèi)生過程進行考察分析。

（5）微氣泡耦合生物反應器的能耗和設備成本缺乏明確的數(shù)據(jù)，應從微氣泡曝氣設備和通氣比等方面分析大規(guī)模制備微氣泡生物發(fā)酵過程的設備和成本。

（6）氣泡直徑減少有利于氣液兩相傳質，但是當氣泡直徑很小時，同時伴隨著氣泡上升速率降低，將會導致氣液兩相的速率差很低，從而使液膜傳質系數(shù)kL顯著下降，導致體積傳質系數(shù)kLa 未必提升，因此微氣泡尺寸在生物發(fā)酵過程的仍缺乏明確的臨界值。

微氣泡形成過程的高剪切力限制了微氣泡生物反應器的應用范圍，膜曝氣攪拌槳的低剪切應力使其在生物發(fā)酵過程具有更廣的應用范圍。此外耦合微氣泡的微型生物反應器和光生物反應器等研究仍然處于起步階段，并且微氣泡耦合自吸式生物反應器、鼓泡式生物反應器和固態(tài)物料生物反應器等反應器的研究罕有報道?？傊?，微氣泡耦合生物反應器不僅可以應用于生物發(fā)酵過程，也可以應用于其他化工過程，微氣泡耦合生物反應器的持續(xù)進步對生物發(fā)酵、工業(yè)生物技術、石油化工、污水處理和資源再利用等行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。