根据生物反应工程理论和酒精连续发酵的动力学特征,建立了一套由一个机械搅拌生物反应器和三段管式反应器组合的、总有效体积为3616ml的反应器系统,进行了普通酿酒酵母菌株超高浓度酒精连续发酵的实验研究。 在培养基葡萄糖浓度为280g/L,添加5g/L酵母膏和3g/L蛋白胨,总稀释率为0.012h^-1的条件下,实验装置连续运转一个月,终点发酵液中残糖和酒精浓度平均值分别为24.5g/L和15.4%（v/V）,整个发酵过程始呈现剧烈的振荡行为。各管式反应器不同轴向位点取样分析的数据表明,管式反应器中酒精和残糖均处于全混流状态,而生物量则分布不均匀,反应器内部生物量大致相等而溢流出来发酵液中的生物量明显降低,表明管式反应器有拦截酵母,事实上起着细胞循环的作用。为描述此现象,借助带有细胞循环的反应器模型,建立了全混流与循环流的组合模型,用以表征管式反应器的返混程度与细胞循环状况。 实验设定五组稀释率,以探索稀释率与振荡行为之间的关系,并以数学分岔理论分析了振荡产生的可能性及其稀释率范围。理论分析及实验结果均表明,振荡是在一定稀释率范围内产生的。由于连续操作的生物反应器,其稀释速率和细胞比生长速率直接相关,我们推断生长特性不同的菌株,其呈现振荡行为的稀释速率可能不同。实验结果还同时表明,振荡有其有利的一面,只要充分认识就能加以利用。 鉴于稳态下降低稀释率也无法实现超高浓度酒精连续发酵,而管式反应器亦未起到应有的轴向浓度梯度的作用,我们推测由于振荡的存在,使得酵母细胞可通过调整自身酶系,适应高浓度酒精的冲击,从而有了缓冲和适应的过程,提高了发酵能力,实现了超高浓度酒精连续发酵,同时管式反应器截留细胞的效果,在一定程度上补偿了高酒精浓度下细胞死亡和自溶,突破了人们以往认为酒精浓度 15%（v/V）是酵母细胞酒精连续发酵难以逾越屏障的理念,实现了普通酵母的超高浓度酒精连续发酵。