生物工程设备

生物工程设备第1页/共25页CIP自动清洗系统P55第2页/共25页P71第3页/共25页酒精发酵的CO2回收1,冷却回收酒精;2,加压储存CO2;纯度高,量大,应用于碳酸饮料工厂第4页/共25页CO2在碳酸饮料中的作用抑菌；气化时散热；改善口感。与酒精生产反季节。气体的储存第5页/共25页酒精发酵罐的冷却盘管冷却最常见;热量的平衡;

按厌氧发酵消耗1kg麦芽糖产热650kJ计算(为设备预留冷却余量)注:一般发酵好氧消耗1mol氧气产热460kJ

P56第6页/共25页啤酒发酵设备前酵(8~15OC)与后酵(0~5OC)前酵特点:扩增酵母;温度较高;产气多;时间短后酵特点:产生风味;温度较低;产气少;时间长保温措施,设备周转第7页/共25页连续发酵生长速率等于稀释速率D,稀释速率,单位时间进入反应器的料液量/

反应器内的总料液量u,生长速率,单位时间生物倍增或生产产物的速度单位:时间的倒数第8页/共25页第四章

植物细胞(组织)和动物细胞培养反应器第9页/共25页第10页/共25页植物细胞的培养特点植物细胞比细菌大得多，直径约为10~200m，具有细胞壁，对剪切力敏感。在培养时当转速超过一定数值，细胞生长明显下降，并且出现死亡和破碎现象。植物细胞培养过程中细胞常以团状存在，且在培养后期团状颗粒逐渐增大，过大的颗粒使团中心营养水平不足，影响其次生代谢产物的合成能力，并且团内的微环境难以控制，成团也影响了反应器中的均匀分布，使混合效果较差，尤其是在培养后期和高密度培养过程中，但一定的颗粒大小和分化又对次生代谢物的合成起促进作用。第11页/共25页

细胞培养的生物反应器要符合以下要求:

合适的氧传递;

良好的流动特性;

低的剪切力。生物反应器类型:

机械搅拌式(调整搅拌叶轮形状不伤害细胞);

气动式（鼓泡和气体喷射式);

两种形式的组合型式。第12页/共25页几种固定化植物细胞反应器:填充床生物反应器流化床生物反应器膜生物反应器第13页/共25页第14页/共25页填充床生物反应器:细胞固定在胶粒、泡沫，也可以位于支持物的表面，通过培养液流动实现混合和传质。流化床生物反应器:细胞包裹于胶粒、泡沫颗粒中，通过空气培养基在反应器内的流动使固定化呈流态化悬浮，其缺点在于剪切力和颗粒碰撞会破坏固定细胞。膜反应器是近年使用广泛的一种固定化反应器。最常用的膜反应器是中空纤维和螺线式卷绕反应器。膜反应器的传质效率低和易堵塞问题同样存在，且反应器投资大。第15页/共25页第16页/共25页动物细胞对周围环境比较敏感无细胞壁保护，因而外界的物理化学因素很容易产生影响。动物细胞培养基的要求高与细菌和植物细胞不同，其需要12种必需氨基酸、8种以上的维生素、多种无机盐和微量元素、作为主要碳原的葡萄糖以及多种细胞生长因子和贴附因子，而且不同种类要求又有变化。动物细胞的培养特点第17页/共25页1、悬浮培养适用于一切种类的非贴壁依赖性细胞（悬浮细胞），也适用于兼性贴壁细胞。目前生产中用于悬浮培养的设备主要是通气搅拌式生物反应器和气升式生物反应器.2、贴壁培养适用于贴壁依赖性细胞，也适用于兼性贴壁细胞。适用的细胞种类广，较容易采用灌流培养的方式使细胞达到高密度.3、贴壁-悬浮培养，或称假悬浮培养（1）微载体培养;（2）包埋或微囊培养;（3）结团培养第18页/共25页第19页/共25页第20页/共25页微囊培养系统活细胞(或酶)+海藻酸钠;滴入氯化钙溶液形成胶粒;氨基酸聚合物,多聚赖氨酸包被胶粒;L-2,6-二氨基已酸

液化洗脱海藻酸钙(成胶物质);活细胞(或酶)微囊第21页/共25页第22页/共25页微藻培养的特点光照要求高;光自养;有机物异养和兼养(一般低于微生物);异养生长速度快过光自养;营养盐要求齐备,C,N,P为必需;生长条件粗放.主要用于螺旋藻和小球藻的培养第23页/共25页微藻培养用生物反应