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在线检测生物反应器发酵技术的控制因素

点击:275 时间:2023-12-06

控制生物反应器发酵技术的因素可以通过在线检测来进行评估。
生物反应器是一种设备,利用生物催化剂为细胞培养或酶反应提供良好的反应环境。一般称为生物反应器或酶反应器。污水处理中使用的曝气池或厌气消化罐也可以归类到生物反应器。生物反应器是生物反应过程中至关重要的设备,其结构、操作方式和操作条件与生物技术产品的质量、转化率和能耗密切相关。
(1)溶液反应均匀性:要求气体、液体和固体三相混合均匀,并且溶液成分混合分散良好。因为它们对于生物反应器内物料的流动、混合和停留时间分布都有影响。对于许多间歇或连续加料的通气发酵过程来说,基质和溶解氧需要均匀分配,以确保基质在生物反应器内各处的浓度都在0.1%~1%范围内,溶解氧为10%至30%。这对于需要氧的细胞生长和产物生成非常有利。同时,需要避免液面上形成稳定的泡沫层,以免细胞聚积于上方被损坏或死亡。对于含有易于沉淀的成分,特别是淀粉类的颗粒物料,需要保持悬浮和分散。气升环流反应器能够很好地满足这些要求。
(2)气升式反应器具有更高的溶氧速率和溶氧效率:气升式反应器具有较高的气体含量和气液接触面积,因此具有更高的传质速率和溶氧效率。相比于机械搅拌罐,气升式反应器的体积溶氧效率通常更高,kLd值可达到2000小时,并且溶氧功耗相对较低。
(3)剪切力减小,生物反应器对生物细胞的伤害较小:由于气升式反应器没有机械搅拌叶轮,所以对细胞的剪切损害可以减少至较低的程度,特别适合用于植物细胞和组织的培养。