生化工程生化工程主要内容生化工程讲授内容第一章绪论一、青霉素、链霉素的发现及其工业化生产青霉素的生产是生物学家和化学工程师展开合作研究的范例：PenicillinInhibitstheBacterialGrowthWhatIsthePenicilliumLike?弗莱明小心地保存着这株霉菌，但这个发现在很长的一段时间没有受到当时学术界的重视。在二次世界大战期间，人们开始重视弗莱明的发现，由于磺胺类药物的副作用较大并且作用范围较小而受到限制，迫切需要副作用小而且广谱的抗生素应用于治疗伤口感染。牛津大学的HowardFlorey和ErnstChain决定对弗莱明的发现进行工程开放。通过几个月的努力，他们分离得到了一些青霉素用于治疗实验动物，取得较好的效果。不久之后，他们开始将青霉素应用于警察受伤后的血液感染。MorePenicillin=MoreLifeSurvived青霉素在初期的疗效非常好。但遗憾的是，由于青霉素供应不足，常常导致伤员伤口复发而死亡。为了生产得到大量的青霉素，需要进行青霉素的工程开发，这需要微生物生理学家、生命科学家和化学工程师的共同参与。当时英国正处于战争状态，英国的工业将主要精力都投入到了战争状态。而美国当时还没有卷入战争，Florey和他的助手力图劝说美国的公司致力于青霉素的开发。因此当时的Merck，Pfizer，Squibb和USDA北部研究室等投入到青霉素的工程开发研究之中。早期青霉素生产技术40年代的青霉素工厂1945年诺贝尔医学奖（青霉素的发现及应用研究）1.英国的亚历山大·弗莱明（AlexanderFleming）2.澳大利亚病理学家弗洛里（HowardFlorey）和生物学家钱恩（ErnestBorisChain）（奖励青霉素的发现及应用研究）青霉素分离流程图青霉素发酵——重大贡献链霉素的发现——NobelPrizeWAKSMAN,Selman(1888.7.22-1973.8.16)美国微生物学家。生于乌克兰的普里鲁卡。在奥德赛读完高级中学，于1910年赴美，1915年毕业于RutgersCollege1925年任该学院副教授1931年升任教授1949-1958年任微生物学研究所所长链霉素是第一个能有效治疗结核病的药物Waksman的发现开启了一扇创新之门，上世纪50年代，新抗生素陆续出现，弥补了链霉素的缺点二、发酵工程的发展历程发酵工程的过去——发展的年鉴发酵工程的现在和未来——生物技术的三次浪潮三、生化工程的研究进展和主要研究内容1973年Aiba等人进一步指出，在大规模研究方面，仅仅把重点放在无菌操作、通气搅拌等过程的物理现象解析和设备的开发上是不够的，应当进一步开展微生物反应本质的研究1979年，日本学者山根恒夫编著了《生物反应工程》一书，认为生物反应工程是一门以速度为基础，研究酶反应、微生物反应及废水处理过程的合理设计、操作和控制的工程学1985年，德国学者卡尔·许格尔提出生物反应工程的研究应当包括两个方面的内容：一是宏观动力学，它涉及生物、化学、物理之间的相互关系；二是生物反应器工程，它主要涉及反应器本身，特别是不同的反应器对生物化学和物理过程的影响生化工程的定义目前一般认为生化工程是一门以生物反应动力学为基础，研究生物反应过程优化和控制以及生物反应器的设计、放大与操作的学科。生化工程的研究主要采用化学动力学、传递过程原理、设备工程学、过程动态学及最优化原理等化学工程学原理，也涉及到生物化学、微生物学、微生物生理学和遗传学等许多学科领域，因此是一门综合性很强的学科。生化工程的核心是生物反应过程的数量化处理和动力学模型的建立，实现发酵过程优化则是生物反应工程的研究目标。生化工程主要内容生化反应动力学的研究内容生物反应工程的特点数学模型生物反应器生物反应器工程的研究内容生物反应器中复杂的相互关系反应器的类型反应器类型生物反应器的优化与控制工程放大现代生化工程的主要研究内容讨论参考书：-ShulerMLandKargiF.BioprocessEngineering,PrenticeHallPress,NewJersey,2002.-伦士仪，堵国成.生化工程，中国轻工出版社，2008，北京.-戚以政，汪叔雄.生化反应动力学与反应器.化学工业出版社,1999,北京.PenicillinInhibitstheBacterialGrowth青霉素发酵——重大贡献链霉素的发现——NobelPrize链霉素是第一个能有效治疗结核病的药物Waksman的发现开启了一扇创新之门，上世纪50年代，新抗生素陆续出现，弥补了链霉素的缺点目前一般认为生化工程是一门以生物反应动力学为基础，研究生物反应过程优化和控制以及生物反应器的设计、放大与操作的学科。生化工程的研