06生物反应器.pptVIP

（二）气升式设备 目前在各式植物细胞培养过程中，使用得较多的是气升式发酵罐，其结构已介绍过。 气升式发酵罐结构简明，没有泄露点和死角，既有较好地防止杂菌污染性能，又能在低剪切力下达到较好的混合与较高的氧传递效果，且操作费用较低，但进行高密度培养时混合不够均匀。 （三）鼓泡塔式设备 鼓泡塔式生物反应器依靠喷嘴及多孔板实现气体渗透扩散作用，可以在很低的气速下培养植物细胞（详见第三节）。由于没有运动部件，操作不易染菌，同时在无机械能输入情况下，提高了较高的热量和质量传递，因而适用于对剪切力敏感的细胞培养，放大相对容易。其缺点是，流体流动形式难以确定，混合不匀，缺乏有关反应器的参考数据。 （四）转鼓式设备 转鼓式生物反应器是通过转动促进反应器内氧及营养物的混合，通过设置挡板提高氧的传递，在高密度培养时有高的传氧能力。对于高密度培养，转鼓式优于搅拌式。如在紫草的细胞培养中，转鼓式优于气升式和改良搅拌式生物反应器。其缺点是，难于大规模生产，放大困难。 2.发酵液中pH的调控 发酵罐pH的控制是依靠向罐内滴加酸或者碱来完成。 pH电极感知酸碱性，以电信号传递到放大控制仪，启动并控制酸、碱泵动作，向罐内滴加酸、碱液，实时调节发酵液pH值。 3.发酵液溶氧浓度的调控 发酵过程中通过改变参数影响溶氧的可变因素主要是搅拌转速和通气量。罐压影响发酵液中溶氧浓度。 在发酵过程中，通过调节控制通风量和 搅拌转速的方法达到对溶氧浓度的调控。 二、发酵罐的检测仪器 条件： 无污染 B E C D A 耐高压 F 反应灵敏快速 结构简洁无死角 选择性高 耐腐蚀 耐高温 1.温度计 培养基灭菌和发酵过程温度的检测范围是0—150℃ 热电偶 半导体热敏电阻 铂电阻 温度传感器 铂电阻温度传感器是当前生物反应器的标准配 置。铂金属的电阻值与温度的变化成正比关系， 具有精度高、稳定性强，输出线性好的优点。 2.压力表 发酵罐一般采用隔膜式压力表。 为了便于远距离监控，常把压力表上的压力信号转换成电信号。 3.pH电极 发酵罐pH值检测电极是玻璃氢电极，是复合电极。在使用玻璃电极时要加装不锈钢保护套，电极与发酵罐壁之间使用“O”形环密封。 金属外套 电极金属安装附件 耐高温PH玻璃电极 在线PH显示器 耐高温PH电极 4.溶氧浓度（Do）电极 原电池溶氧电极采用一对不同金属材质制作的两个电极，将其浸没在发酵液中，溶解氧得电子所产生的电流强度与氧气的浓度成正比，电信号经变送器输送，并在显示器上显示出溶解氧浓度。 有原电池溶氧电极和极谱溶氧电极 溶氧电极 原电池电极在测量之前无需预热就可对溶液中的溶解氧浓度改变作出快速响应，系统只需40～50秒就可以达到实际读数的95％。 极谱溶氧电极采用金、铂等金属和Ag/AgCl 构成 的电解池系统，需要在电极两端加上一恒定的极化电 压。当氧分子渗透过隔膜后，在阴极被还原，从阳 极到阴极的电流与电解液中溶解氧的浓度成正比。 溶氧电极在使用前，必须进行原位标定。 在发酵罐的安装位置上，取发酵过程中最大和最小的氧饱和条件作为溶氧值的零及饱和浓度条件进行校正称为原位校正。 常用工业溶氧电极 5.消泡电极 常用的消泡电极有电容电极和电阻电极。电容电极由两部分组成，分别安装于罐内反应液的上方，当泡沫出现时，在两个电极之间产生与泡沫量呈正比关系的电容变化，从而可以定量测出泡沫量；电阻电极利用泡沫与电极接触构成电流回路的特点来检测泡沫，只能定性检测泡沫的生成与否。 6.流量计 测定酸、碱和培养基的流量时，采用是椭圆齿轮流量计和科里奥利质量流量计，流量信号可转换成电信号而被显示。 椭圆齿轮流量计 科里奥利质量流量计 检测气体的流量计有质量流量型和体积流量型两类。体积流量型用的是转子流量计，转子流量计可以直接读数，不能输出电信号。 玻璃转子流量计 发酵罐中用的质量流量计是热式气体质量流量计。无气体流过时，沿测量管轴向的温度分布左右对称，有气体流过时，进入端的温度降低，流出端温度升高。温度差通过变送器转变为与质量流量成线形关系的电信号，从而获得流量测定值。 热式气体质量流量计 7.尾气成分分析仪 发酵罐排放气体含有O2、CO2和其他气体成分。测定O2含量广泛采用的是顺磁氧分析仪。 顺磁氧分析仪的工作原理是：O2分子有很强的顺磁性，容易被磁场吸引而造成磁场强度的变化；气体中O2含量越高，气体的磁效应越强。磁效应可以通过抗磁性物体受到的排斥扭力表现出来，两者间具有线性关系，因而可以测出气体中O2含量。CO2含量可以用红外线二氧化碳测