第五章 工业生化反拥摩器.pptVIP

Air heat Raw materials Bioreactor Downstream process Biocatalyst process control Product; 在反应器中，通过生物反应，廉价的原料升值。生物反应器的设计和操作，是生物工程中一个极其重要的问题，它对产品的质量和成本有很大的影响。 据统计，生化工业的产品主要涉及到医药工业，化学工业，农产品加工工业。生物反应器要适应很多的生产过程，在形状，大小和操作方式上多种多样。 但生物反应器设计的目标是保证产品质量的前提下，使产品成本最小。 ;一．生物反应器设计的目标;和反应器有关的是操作成本和投资成本。 在操作成本中，动力消耗占主要方面。 因此在反应器的设计中，在满足工艺要求的前提下，节能是一个重要问题。 ;二 生物反应器设计和操作的限制因素; 传质问题在高耗氧的生物反应过程中非常突出。人们设计了许多反应器结构，以提高传质效率。一般为了保持溶氧水平在生物临界溶氧水平之上，常输入更多的气体或者设法更好地分散气体，从而消耗大量的能量。 ;三、生物反应器开发的趋势和未来方向;3. 生物反应器正向大型化和自动化方向发展 西德SCP生产反应器体积达2300（高60m ，直径7m ）, 英国废水处理反应器体积达到27000 m3。 国内生物反应器（好氧）体积在200~300 m3之间的较多。兼性厌氧生物反应器体积达到1000 m3 （如酒精发酵罐）。反应器体积的放大降低了操作成本，但大型反应器的设计还存在一定的技术问题。 反应器的自动检测和控制系统使反应器在最佳状态下操作成为可能，近年来获得广泛重视，随着生物工程的迅速发展，自动检测和控制系统将会在生物工程中发挥越来越重要的作用。 ;4．一些特殊用途生物反应器得到较快的应用和开发。 例如，动物和植物细胞培养用反应器，固体发酵反应器，边发酵边分离的特殊反应器都得到了不同程度的发展。 ;四、生物反应器的操作类型 ;Batch operation间歇反应;Continuous operation连续操作;Semi-continuous or fed-batch operation半连续操作;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;五、生物反应器的种类;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;;机械搅拌自吸式反应器;;;2 、气升式生物反应器;气升塔式生物反应器;;;;;5.2 动植物细胞培养反应器;动植物细胞培养和微生物培养的区别：;动植物细胞培养和微生物培养的区别：;微生物与动植物细胞之间的差异;由于医疗卫生事业和农业的发展，对动植物细胞进行大规模的生产已经成为当前的迫切需要，大规模培养技术和反应器的开发，就是急需解决的关键课题。培养动植物细胞的专用反应器也有很大发展，种类越来越多，规模也逐渐增大。这里仅仅就重要的几类反应器的结构与特性进行介绍。;（1）动植物细胞悬浮培养生物反应器 ;;;（2）动物细胞贴壁培养反应器 ; 目前有不少生物制品厂是用4~30L 大小的滚瓶进行动物细胞贴壁培养来生产疫苗。 特点： a、结构简单，投资少，技术成熟 ； b、劳动强度大，单位体积所能提供的细胞生长的表面积小，按体积计算细胞产率低； c、检测和控制环境条件受到限制。 ;动物细胞培养用中空纤维反应器;（3）动物细胞微载体悬浮培养反应器 ;微载体可用交联葡聚糖、纤维素、聚丙稀酰胺、明胶、硅橡胶做为基质而制成。 微载体球径约为40~280μm。其密度在1.03~1.05g/ml，以便在反应器内缓慢搅拌后，微载体能悬浮起来。 ;流化床反应器;采用微载体悬浮培养的优点： ;（4）植物细胞培养和反应器 ;植物细胞培养的特点： 1．生产速率慢； 2．有坚固的细胞壁，代谢产物不分