第一章绪论生物反应工程定义：2反应工程的用途、作用研究目的：一、诞生时期（20世纪40年代）1947年美国的Merch制药厂因在建立抗生素工业中由于解决了高效通气搅拌技术、无菌空气过滤技术、大型反应器灭菌等一系列工程技术问题，使以青霉素为代表的微生物发酵工业进入一个新的发展阶段，而被授予“生化工程专题研究”成果奖，一门反映生物和化学工程交叉的学科——生物化学工程诞生，并取得了快速的发展。二、发展时期（20世纪50年代以后）1964年，Aiba等认为放大是生化工程的焦点，与微生物代谢反应紧密相连，1973年，进一步指出，在大规模研究方面，应当进一步开展对微生物反应本质的研究。1971年，英国的Atkinson首先采用了生物反应工程这一术语，1974年，在他编著的《生物反应器》一书中指出，生物反应工程的目的是描述微生物体系反应动力学的合适表达式，并能够通过实验求出其常数。1979年，日本山根恒夫《生物反应工程》，生物反应工程是一门以速率为基础，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，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，它主要涉及不同的反应器对生物化学和物理过程的影响。三、新时期（20世纪90年代）基因工程技术与生物反应工程技术不断的融合，人类基因组计划的完成，后基因组计划的进行，给生物反应工程技术带来新的发展机遇。质粒复制与表达动力学超临界相态下的生物反应界面微生物生长模型双液相生物反应生物反应动力学生物反应过程的分类及其特征细胞反应动力学化学计量学得率系数生物反应器的设计、优化与放大机械搅拌罐（1）能精确地测量并控制温度、pH值和溶解氧浓度。（2）气流搅拌，剪切力小。（3）具有可靠的抗污染密封性能；精密气体过滤器，能有效而可靠地滤除空气中杂菌；（4）适用于科研、生产单位的新产品开发、新工艺研究及生物医药产品的生产。用于新型基因工程药物、疫苗及抗体等产品的研究和生产。具有如下特点磁力驱动搅拌装置；根据流体运动几何学专门设计的符合动物细胞培养的搅拌浆叶；配置符合动物细胞培养的专用卫生级隔膜阀、取样阀；具有符合动物细胞培养特点的专用高级软件包.植物细胞反应器适用于藻类的培养，反应过程中提供了充足的光照，比表面积大。光生物反应器分扁平箱式光培养器（LLS）和圆筒形光培养器（LLG）。扁平箱式光培养器两侧外部窄面是温度控制循环水夹套，两侧外部宽面内配光源，培养器内有气流导板，通入空气使培养液混合均匀。圆筒形光培养器的透明玻璃筒体外装有人造光源，筒体下部是温度控制循环水夹套，同时装备有机械搅拌桨，特别适用于藻细胞浓度较高的培养。膜生物反应器特别适用于如基因工程菌高密度高表达需要的高供氧、快速均匀升温等要求，能迅速实现生物技术实验室成果转化，也是各高校和研究所用于发酵初步试验研究的首选装备。大型发酵罐国内、外反应器设备公司生物反应器的操作方式：现代生物反应工程规模1.4生物反应工程的研究方法一、反应过程的适当减化二、定量化研究三、过程分离原理四、数学模型的建立1.5思考题：