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会计学生物反应器是发酵工程中最重要的设备之一生物反应器的角色★Highpricedrugs/生物反应器设计的目标和原则2、判断生物反应器好坏的唯一标准是:该装置能否适合工艺要求以取得最大的生产效率。3、生物反应器设计的重要方面包括:生物反应器设计的主要目标:使产品的质量高、成本低。生物反应器处于生物过程的中心,是影响整个过程的经济效益的一个重要方面,其中生物反应器的节能是设计的一个重要因素。生物反应器设计的重要方面包括:1)改善生物催化剂;2)好的过程控制;3)好的无菌条件;4)克服速度限制因素(物质、热量、质量传递)等。4、与化学反应器不同,生物反应器设计应具有以下一些原则:在培养系统的已灭菌部分与未灭菌部分之间不能直接连通;尽量减少法兰连接,因为设备震动和热膨胀,会引起法兰连接外移位,从而导致污染;在可能的条件下,应采用全部焊接结构,所有焊接点必须磨光,消除蓄积耐灭菌的固体物质的场所;防止死角、裂缝等情况;某些部分应能单独灭菌;易于维修;反应器可保持小的正压。(4)特殊要求的新型生物反应器的研制开发,如基因产品生产、细胞固定化及动植物细胞培养的工业反应器,固体发酵反应器、边发酵边分离反应器等的开发研制已获得广泛重视(5)降低设备投资方面,对连续过程更加重视。连续生物反应器的主要问题是产物浓度低。随着生物催化剂比活力的提高,这个问题将得到弥补。为了克服发酵中的这个限制,固定化细胞系统提供了一种达到高生产能力、高产品浓度的方法。5、生物反应器开发的趋势和未来方向生物反应器的主要研究内容:1、生物反应器中的传递特性。2、生物反应器的设计与放大。3、生物反应器的优化与控制。生物反应器的分类:1、根据所使用的生物催化剂的不同酶催化反应器和细胞生物反应器2、根据操作方式间歇式、连续式和半间歇式(或半连续式)3、根据细胞或组织生长代谢要求厌气生物反应器通气生物反应器光照生物反应器膜生物反应器4、根据反应物系在反应器内的流动与混合状态全混流反应器和活塞流反应器5、根据反应器的结构特征搅拌槽式、管式、塔式和膜式反应器等生物反应器设计的基本内容:1、选择合适的反应器型式,根据反应及物料的特性和生产工艺特征,确定反应器的操作方式、结构类型、传递和流动方式;2、确定最佳操作条件及其控制方式,如温度、压力、pH、通气量、物料流量等;3、计算出所需反应器体积,设计各种结构参数。反应器设计的基本方程:1、描述浓度变化的物料衡算式2、描述温度变化的能量衡算式3、描述压力变化的动量衡算式(生物反应器一般作恒压处理,可省去动量衡算)生物反应器设计基础生化反应与一般化学反应的区别细胞反应过程特征营养物(C源、N源、O2、无机盐类等)→细胞+代谢产物(产物、CO2、H2O等)CHmOl+aNH3+bO2→YbCHpOnNq(生物量)+YpCHrOsNt(产物)+cH2O+dCO2细胞反应过程的得率系数基质的细胞得率Yx/s与比生长速率的关系细胞数动力学在指数生长期,细胞量生长速度为:Monod方程(无抑制的细胞生长动力学):有抑制的细胞生长动力学对竞争性抑制,细胞比生长速率为:类型产物的抑制动力学产物形成动力学Ⅱ环境因素对生长及代谢的影响生物反应器的质量传递氧传递方程式生物反应器的热量传递生物反应器的剪切力问题