24生物反应器及其操作特性 241生物反应器 利用生物催化剂进行生物技术产品 生产的反应装置称为生物反应器 生物反应器具有中心作用它是连接 原料和产物的桥梁,也是多种学科的交 叉点。生物反应器的设计和操作,在生 物工程中是一重要问题,它对产品的成 本和质量有着很大影响
24 生物反应器及其操作特性 24.1 生物反应器 利用生物催化剂进行生物技术产品 生产的反应装置称为生物反应器 生物反应器具有中心作用,它是连接 原料和产物的桥梁，也是多种学科的交 叉点。生物反应器的设计和操作，在生 物工程中是一重要问题，它对产品的成 本和质量有着很大影响
241.1生物反应器设计的目标 生物反应设计的主要目标是使 产品的质量高,成本低操作状态 最佳化
24.1.1 生物反应器设计的目标 生物反应器设计的主要目标是使 产品的质量高，成本低----操作状态 最佳化
生物反应器设计的主要内容包括: 1反应器选型即根据生产工艺特征,反应 特性及物料特性等因素确定反应器的操 作方式,结构类型,能量传递和流体流 动方式等; 2设计反应器的结构确定各种结构参数即 确定反应器的内部结构及几何尺寸,搅 拌器飛式,大小及转速换热面积等 3确定工艺参数及其控制方式工艺参数有 温度、压力、pH值、通气量、底物浓度 物料流量等
生物反应器设计的主要内容包括: 1.反应器选型 即根据生产工艺特征，反应 特性及物料特性等因素确定反应器的操 作方式，结构类型，能量传递和流体流 动方式等; 2.设计反应器的结构,确定各种结构参数 即 确定反应器的内部结构及几何尺寸，搅 拌器形式，大小及转速,换热面积等; 3.确定工艺参数及其控制方式 工艺参数有 温度、压力、pH值、通气量、底物浓度、 物料流量等
在设计生物反应器时除考虑与一般 的化学反应器相同的问题外,还应注意 以下一些特殊的情况: 1很多酶催化反应的底物是胶状物,还有 一些进行生化反应的细胞可能增长成絮 状物,他们都容易使反应器堵塞或压降 变得很大,对于这类情况可考虑采用流 化床反应器;
在设计生物反应器时,除考虑与一般 的化学反应器相同的问题外，还应注意 以下一些特殊的情况: 1.很多酶催化反应的底物是胶状物，还有 一些进行生化反应的细胞可能增长成絮 状物，他们都容易使反应器堵塞或压降 变得很大，对于这类情况可考虑采用流 化床反应器;
2对于采用固定床酶的反应器应尽量减少 对固体产生切变应力以减少固定化酶粉 碎,故搅拌器的转速不能过高可以把酶 直接固定在搅拌器上或者把固定化酶的 颗粒装在与搅拌桨相连的筛网中; 3.微生物和酶都容易受到杂菌污染,因此, 防止染菌是反应器设计时必须考虑的 个重要问题,例如,要尽量少用法兰多 采用焊接连接、反应器的接口用蒸汽封 口(例如,取样口即使在不取样时也一直 通蒸汽)、反应器内保持一定正压避免大 气漏入等
2.对于采用固定床酶的反应器应尽量减少 对固体产生切变应力,以减少固定化酶粉 碎，故搅拌器的转速不能过高,可以把酶 直接固定在搅拌器上或者把固定化酶的 颗粒装在与搅拌桨相连的筛网中； 3.微生物和酶都容易受到杂菌污染，因此， 防止染菌是反应器设计时必须考虑的一 个重要问题，例如，要尽量少用法兰,多 采用焊接连接、反应器的接口用蒸汽封 口(例如，取样口即使在不取样时也一直 通蒸汽)、反应器内保持一定正压,避免大 气漏入等