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生物反应器是一种为细胞生长提供优化的物理和化学环境的装置。细胞相对较为脆弱,且氧气是其生长的必要成分,所以持续不断地通气和搅拌是生物反应器不可或缺的功能,但该通气和搅拌产生的剪切力又会对细胞的生长造成物理伤害,制约着细胞大规模生产。这给生物反应器厂家提出了工艺挑战。
在选择生物反应器时要注意到生物反应器在生物反应过程的剪切力、传质问题如气-液质量传递和液-固质量传递。生物反应器是利用生物催化剂为细胞培养(或发酵)或酶反应提供良好的反应环境的设备,通常称为发酵罐或酶反应器。用于污水生物处理的曝气池或厌气消化罐也可作为生物反应器的一类。
设计生物反应器时要考虑两点:一是选择特异性高的酶或适宜的活细胞作为催化剂,尽可能减少副产物,提高产品产量;二是尽可能提高产物的浓度,降低成本。生物反应器首先在发酵工业中得到应用。发酵工业中使用的生物反应器,实际上是发酵罐。另一种是以固定化酶或固定化细胞为催化剂的酶反应器。
发酵罐一知般指的就是利用微生物进行发酵的。反应釜更多的用在化学上,化学反应用的。生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)道所具有的生物功能,在体外进专行生化反应的装置系统,它是一种生属物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。
机械搅拌发酵罐分为通风发酵罐和自吸发酵罐。通风发酵罐是工业上常用的微生物反应器,其优点在于发酵液的酸碱值和温度易于控制,适合连续培养。然而,丝状细菌培养过程中,细胞容易受到破坏。
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