第四章 生物反应器的检测及控制 生化过程主要检测参变量 生化过程常用检测方法及仪器
第四章 生物反应器的检测及控制 生化过程主要检测参变量 生化过程常用检测方法及仪器
第一节 生物加工过程的参数 要对生化过程进行有效的操作和控 制，首先要了解生化过程的状态变化， 也就是要了解生化过程的各种信息。这 些信息可以分为物理变量信息、化学变 量信息、以及生物变量信息
第一节 生物加工过程的参数 要对生化过程进行有效的操作和控 制，首先要了解生化过程的状态变化， 也就是要了解生化过程的各种信息。这 些信息可以分为物理变量信息、化学变 量信息、以及生物变量信息
一、设定参数 1．压强 对通气生物发酵反应，必须往反应器中通入无菌 的洁净空气，一是供应生物细胞呼吸代谢所必须的氧， 二是强化培养液的混合与传质，三是维持反应器有适 宜的表压，以防止外界杂菌进入发酵系统。对气升式 反应器，通气压强的适度控制是高效溶氧传质及能量 消耗的关键因素之一。 2．温度 不同的生物细胞，均有最佳的生长温度或产物生 成温度，而酶也有最适的催化温度，所以必须使反应 体系控制在最佳的发酵反应温度范围
一、设定参数 1．压强 对通气生物发酵反应，必须往反应器中通入无菌 的洁净空气，一是供应生物细胞呼吸代谢所必须的氧， 二是强化培养液的混合与传质，三是维持反应器有适 宜的表压，以防止外界杂菌进入发酵系统。对气升式 反应器，通气压强的适度控制是高效溶氧传质及能量 消耗的关键因素之一。 2．温度 不同的生物细胞，均有最佳的生长温度或产物生 成温度，而酶也有最适的催化温度，所以必须使反应 体系控制在最佳的发酵反应温度范围
3．通气量 不论是液体深层发酵或是固体通风发酵，均要 连续（或间歇）往反应器中通入大量的无菌空气。 为达到预期的混合效果和溶氧速率，以及在固体发 酵中控制发酵温度，必须控制工艺规定的通气量。 过高的通气量会引起泡沫增多，水分损失太大 以及通风耗能上升等不良影响
3．通气量 不论是液体深层发酵或是固体通风发酵，均要 连续（或间歇）往反应器中通入大量的无菌空气。 为达到预期的混合效果和溶氧速率，以及在固体发 酵中控制发酵温度，必须控制工艺规定的通气量。 过高的通气量会引起泡沫增多，水分损失太大 以及通风耗能上升等不良影响
4．液面 液面的高低决定了反应器装液系数即影响生产 效率；对通风液体深层发酵，初装液量的多少即液面 的高低需按工艺规定确定，否则通入空气后发酵液的 含气率达一定值，液面就升高，加之泡沫的形成，故 必须严格控制培养基液面。对气升内环流式反应器， 由于导流筒应比液面低一适当高度才能实现最佳的环 流混合与气液传质，但在通气发酵过程中，排气会带 出一定水分，故反应器内培养液会蒸发减少，因此液 面的检测监控更重要，必要时需补加新鲜培养基或无 菌水，以维持最佳液位。同理，连续发酵过程液位必 须维持恒定，液面的检测控制也十分重要
4．液面 液面的高低决定了反应器装液系数即影响生产 效率；对通风液体深层发酵，初装液量的多少即液面 的高低需按工艺规定确定，否则通入空气后发酵液的 含气率达一定值，液面就升高，加之泡沫的形成，故 必须严格控制培养基液面。对气升内环流式反应器， 由于导流筒应比液面低一适当高度才能实现最佳的环 流混合与气液传质，但在通气发酵过程中，排气会带 出一定水分，故反应器内培养液会蒸发减少，因此液 面的检测监控更重要，必要时需补加新鲜培养基或无 菌水，以维持最佳液位。同理，连续发酵过程液位必 须维持恒定，液面的检测控制也十分重要