生物反应器放大与控制.ppt

生物反应器的放大与控制 第一节生物反应器的放大 生物反应器的放大是指将研究设备中的优化的 培养结果转移到高一级设备中加以重演的技术,实 际上也兼具生物反应过程放大的含义。 反应器的放大涉及内容较多。除涉及微生物的生 化反应机制和生理特性外还涉及化工放大方面的内容 诸如:反应动力学,传递和流体流动的机理等。因此 它是一个十分复杂的过程 目前反应器的放大方法主要有:经验放大法、因次分 析法、时间常数法和数学模拟法。 经验放大法 经验放大法是依据对已有生物反应器的操作经 验所建立起的一些规律而进行放大的方法。这些规 律多半是定性的,仅有一些简单的、粗糙的定量概 念。由于该法对事物的机理缺乏透彻的了解,因而 放大比例一般较小,并且此法不够精确。但是对于 目前还难进行理论解析的领域,还要依靠经验放大 法。对于生物反应器来说,到目前为止,应用较多 的方法也是根据经验和实用的原则进行反应器的放 大和设计。 1.几何相似放大 2以单位体积液体中搅拌功率相同放大 3以单位培养液体积的空气流量相同的原则放大 4.以空气线速度相同的原则进行放大 5以ka相同的原则进行放大 6.搅拌器叶尖速度相同的准则 7.混合时间相同的准则 放大方法的比较 方法放大后搅拌转速, 方法放大后搅拌转速, r/min r/min 等体积 等氧质系 功率 数 79 非通气 107 等叶端速 50 度 通气 等混合时 1260 按照不同准则放大,结果是放大后的反应器其 他参数发生了悬殊的差别。这说明在放大中选用什 么准则是很重要的,这要根据放大体系的特点而确 定