在培养液和工艺未优化情况下 细胞悬浮培养密度可达 2.5 X 107cells/ml 一个50L纸片载体灌注系统的体积产量相当于1200个大转瓶的生产车间！ 20-40ml 模拟反应器系统用于工艺优化研究。 https://www.doczj.com/doc/9211430692.html, 激流式灌注反应器 激流式灌注反应器配合激流式生物反应器使用，采用新型外循环式纸片灌注培养工艺，以纸片作为载体，利用激流式细胞培养器控制溶氧、pH、温度等细胞生长条件。
◆ 激流式灌注反应器细胞生长数据 ● 蛋白抗体生产用纸片载体灌注式不同细胞生长密度×纸片载体总重量 细胞名称5L灌注系统（细胞数/克载 体×载体总重量150克）50L灌注系统（细胞数/克载体× 载体总重量1200克） 150L灌注系统（细胞数/克载体 ×载体总重量3600克） CHO-K1 13.7×108cells/g×150g 16.4×108cells/g×1200g 正在进行中 CHO-S 21.0×108cells/g×150g 25.0×108cells/g×1200g 18.0×108cells/g×3600g 结论：一个150L纸片载体灌注系统连续灌注和丰收一个月的体积产量相当于一个国际水平的1500L的大型流加悬浮 培养罐。 优势：一次性使用纸片灌注系统，工艺简单，细胞生存活力特别稳定，适合于发展中国家大规模蛋白质和抗体药物生产。 ● 疫苗生产用纸片载体灌注式不同细胞生长密度×纸片载体总重量 细胞名称 5L灌注系统（细胞数/克载体 ×载体总重量150克） 50L灌注系统（细胞数/克载 体×载体总重量1200克） 150L灌注系统（细胞数/克载 体×载体总重量3600克） VERO（人） 6.0×108cells/g×150g 6.5×108cells/g×1200g 正在进行中 MDCK（人） 5.0×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 Marc145（兽） 3.5×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 ST1（兽） 4.0×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 DF-1（鸡） 2.5×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 CIK（鱼） 1.0×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 EPC（鱼） 1.2×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 结论：1、一个50L纸片载体灌注系统的体积产量相当于1200个大转瓶的生产车间，特别适合于大规模人用、兽（包括鸡和鱼）疫苗生产。同时，也是适合烈性传染病（例如禽流感和SARS）国家和军队的疫苗应急生产方法。 2、低成本、一次性使用，适合于发展中国家大规模疫苗生产的全部中国制造的高端生物反应器。 优势：1、由于一次性使用纸片灌注系统细胞密度特别高，所以细胞之间生长的相互支持力度大，生存活力特别强。 2、与使用转瓶和微载体冲洗和酶消化的接种方法相比，一次性使用纸片灌注系统细胞容易冲洗和酶消化，所 以解决了逐级放大的接种问题。 3、实现DO、pH、温度等培养条件的自动控制 ◆ 激流式灌注反应器的优势 ● 系统无气升装置、鼓泡或搅拌器，使剪切力最小化。 ● 培养液以一定流速流过纸片，供给贴壁依赖性细胞所需养分，在细胞周围形成稳定的流体轨道，可提供细胞生 长、交流和形成的三维结构。 ● 新型纸片适用于多种细胞系，可提供传统培养模式（转瓶等）无法比拟的细胞吸附面积，更利于细胞吸附和生 长。 ● 可解决贴壁培养放大问题，且空间占用少、操作简便、条件要求低。 ● 一次性纸片灌注培养系统用后就弃，可避免交叉污染、缩短批间处理周期，无需清洗、消毒、验证，极大地提 高工作效率。 ● 灌注袋事先经过γ射线照射，即拆即用。灌注袋也适用于5L,50L,150L激流式反应器。 激流式灌注反应器培养体系能力比一般反应器高出20倍，是细胞商业化培养、疫苗工业大规模生产的首选。
釜式反应器的应用、技术进展 什么是釜式反应器？一种低高径比的圆筒形反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。 工业应用，釜式反应器按操作方式可分为：①间歇釜式反应器,或称间歇釜。操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产品质量也不易稳定。但有些反应过程，如一些发酵反应和聚合反应，实现连续生产尚有困难，至今还采用间歇釜。②连续釜式反应器,或称连续釜。可避免间歇釜的缺点，但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体粘度较低或平均停留时间较长的场合，釜内物料流型可视作全混流，反应釜相应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场合，釜式反应器中的返混现象是不利因素。此时可采用多釜串联反应器,以减小返混的不利影响，并可分釜控制反应条件。③半连续釜式反应器。指一种原料一次加入，另一种原料连续加入的反应器，其特性介于间歇釜和连续釜之间。间歇式反应器操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产品质量也不易稳定。但有些反应过程，如一些发酵反应和聚合反应，实现连续生产尚有困难，至今还采用间歇釜。 有搅拌器的釜式设备是化学工业中广泛采用的反应器之一，它可用来进行液液均相反应，也可用于非均相反应，如非均相液相、液固相、气液相、气液固相等。普遍应用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等工业，用来完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程，以及有机染料和医药中间体的许多其他工艺过程的反应设备。聚合反应过程约90%采用搅拌釜式反应器，如聚氯乙烯，在美国70%以上用悬浮法生产，采用10~1503m 的搅拌反应器：德国氯乙烯悬浮聚合采用的是2003m 的大型搅拌釜式反应器：中国生产聚氯乙烯，大多采用13.53m 、333m 不锈钢或复合钢板的聚合釜式反应器，以及73m 、143m 的搪瓷釜式反应器。又如涤纶树脂的生产采用本体熔融缩聚，聚合反应也使用釜式反应器。在精细化工的生产中，几乎所有的单元操作都可以在釜式反应器中进行。 釜式反应器的技术进展 1、大容积化，这是增加产量、减少批量生产之间的质量误差、降低产品成本的有效途径和发展趋势。染料生产用反应釜国内多为6000L 以下，其它行业有的达30m3；国外在染料行业有20000～40000L ，而其它行业可达120m3。 2、反应釜的搅拌器，已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。反应釜发展趋势除了装有搅拌器外，尚使釜体沿水平线旋转，从而提高反应速度。 3、以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作，如采用程序控制，既可保证稳定生产，提高产品质量，增加收益，减轻体力劳动，又可消除对环境的污染。 4、合理地利用热能，选择最佳的工艺操作条件，加强保温措施，提高传热效率，使热损失降至最低限度，余热或反应后产生的热能充分地综合利用。热管技术的应用，将是今后反应釜发展趋势。>
一、名词解释 1、发酵 工业上的发酵：泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程；发酵是用生物催化剂使培养物质转变为产品的生物化学反应。 2、自然选育 利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，通过分离、筛选排除衰退型菌株，从中选出维持或高于原有生产水平菌株的过程，称为自然选育。 3、定向培育 定向培育（directive breeding）是指为了获得具有某些需要性状的品系，在一定的环境条件下长期处理某一微生物群体，同时不断移种，以达到累积并选择合适的自发突变体的育种方法。 4、诱变育种 利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促使其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选出少数符合育种目的的突变株，以供生产实践或科学研究用。 5、营养缺陷型菌株 营养缺陷型：在一些营养物质（如氨基酸、维生素和碱基）的合成能力上出现缺陷，因此必须在基本培养基中加入相应的有机营养成分才能正常生长的变异菌株。 6、野生型菌株：自然界分离的任何原始菌株。 7、杂交育种 利用真核微生物的有性生殖或准性生殖，或原核微生物的接合、转化和转导等过程，促使两个具不同遗传性状的菌株进行遗传物质交换和基因重组，以获得优良性能或新的品种的生产菌株。 8、培养基 人工配制的适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。 9、前体 在发酵液中加入某种物质，它们没有改变就成为产物分子组成的一个部分，而显著增加产量或改良产物的组分，这些物质称为前体 10、分解代谢物阻遏。 被菌体快速利用的碳源如葡萄糖、枸橼酸等会产生大量的分解产物，这些分解产物阻遏次级代谢产物合成酶系，只有这类碳源被消耗完后，阻遏作用消除，菌体才由生长阶段转入次级代谢产物的合成阶段。 11、突变生物合成 在发酵培养阻断突变株时添加某种天然或化学合成的化合物作为中间体，利用这些中间体合成一些新结构化合物的过程称为突变生物合成。 12、菌体浓度 菌体浓度是指单位体积培养液中菌体的含量。 13、阻断突变株 采用一些诱变剂对药物的产生菌进行诱变，使它们丧失合成某种中间体的能力，因而不能合成原来结构的化合物，成为阻断突变株。 14、独需型突变株 这种突变株菌体能正常生长，但由于编码抗生素的某一基因发生突变而丧失抗生素的合成能力。 15、接种量 移种的种子液体积和接种后发酵罐培养液体积之比称为接种量。 16、种龄 种子罐中培养的菌丝转入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间称为种龄。 17、双水相萃取法 不同的高分子溶液相互混合，可产生两相或多相系统，利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行萃取。 二、填空题 1、生物技术包括的内容主要是（基因工程）、（细胞工程）、（发酵工程）、（酶工程）。 2、发酵工程制药中常用的微生物主要是（细菌）、（放线菌）、（真菌）。 3、我国CCCCM采用（斜面低温保藏法）、（冷冻干燥保藏法）、（液氮保藏法）进行菌种保藏。
第三章生物反应器 1、何谓生物反应器？生物反应器可分成哪些类？ 答：生物反应器：指使用生物催化剂进行生物反应的设备，这类设备可满足和调控微生物、动物细胞、植物细胞和微藻细胞达到最适生长和最佳产物合成的环境，可大规模培养微生物、动物细胞、植物细胞和微藻细胞以获得其代谢产物或生物体，在生物反应过程中具有中心的作用。 生物反应器的分类：（1）按几何形状或结构特征：釜（罐）式、管式、塔式、膜式等（2）按生物催化剂类型不同：有酶催化反应器、细胞生物反应器（3）按供氧需求：厌氧、好氧（4）按所需混合与能量输入方式：机械搅拌式、气升式、喷射环流式（5）按操作方式：间歇式、连续式、半连续式（6）生物催化剂在反应器中分布方式：生物团块生物反应器、膜生物反应器（7）按生物催化剂在反应器的流动和混合状态：全混流型、活塞流型（8）按发酵培养基质的物流状态：液态生物反应器、固态生物反应器 2、搅拌装置有哪些类？如何配置搅拌装置才能达到比较理想的混合效果？ 涡轮式搅拌器、旋桨式搅拌器 目前普遍采用多层轴流型与径流型组合式搅拌器。一般在底层进气口附近设径向流型搅拌器，多采用平叶、半圆叶或弧叶以利于气泡粉碎，强化氧的传递。底层以上设轴向流型搅拌器，多采用四宽叶螺旋叶轮、箭叶、斜叶等以强化混合效果，以达到最佳搅拌效果。 3、自吸式生物反应器的特点是什么？ 答：自吸式发酵罐是一种不需另行通入压缩空气，而依靠特殊的吸气装置自行吸入无菌空气并同时完成液体和气体的混合对流实现溶氧传质的发酵罐。 4、试述机械搅拌自吸式生物反应器的吸气原理。 答：电动机启动前，搅拌器浸没在发酵液中，转子和定子内充满料液。启动搅拌点机后，搅拌轴带动转子高速旋转，液体、空气在离心力的作用下，被甩向叶轮外缘；在转子中心处形成负压，转子转速愈大，所造的负压也愈大，吸风量也越大。转子的搅拌在液体中产生的剪切力又使吸入的空气粉碎成细小的气泡，均匀分散在液体之中。、
实验一 连续搅拌釜式反应器停留时间分布的测定 一、 实验目的 (1) 加深对停留时间分布概念的理解； (2) 掌握测定液相停留时间分布的方法； (3) 了解停留时间分布曲线的应用。 (4)了解停留时间分布于多釜串联模型的关系，了解模型参数N 的物理意义及计算方法。 (5) 了解物料流速及搅拌转速对停留时间分布的影响。 二、 实验原理 （1）停留时间分布 当物料连续流经反应器时，停留时间及停留时间分布是重要概念。停留时间分布和流动模型密切相关。流动模型分平推流，全混流与非理想流动三种类型。 对于平推流，流体各质点在反应器内的停留时间均相等，对于全混流，流体各质点在反应器内的停留时间是不一的，在0～∞范围内变化。对于非理想流动，流体各质点在反应器内的停留时间分布情况介乎于以上两种理想状态之间，总之，无论流动类型如何，都存在停留时间分布与停留时间分布的定量描述问题。 （2）停留时间分布密度函数E (t ) 停留时间分布密度函数E (t )的定义： 当物料以稳定流速流入设备（但不发生化学变化）时，在时间t =0时，于瞬时间dt 进入设备的N 个流体微元中，具有停留时间为t 到(t +dt )之间的流体微元量dN 占当初流入量N 的分率为E (t )dt ，即 ()=dN E t dt N (1) E (t )定义为停留时间分布密度函数。 由于讨论的前提是稳定流动系统，因此，在不同瞬间同时进入系统的各批N 个流体微元均具有相同的停留时间分布密度，显然，流过系统的全部流体，物料停留时间分布密度为同一个E (t )所确定。根据E (t )定义，它必然具有归一化性质：
()1∞ =? E t dt （2） 不同流动类型的E (t )曲线形状如图1所示。根据E (t )曲线形状，可以定性分析物料在反应器（设备）内停留时间分布。 平推流 全混流 非理想流动 图1 各种流动的E (t )～t 关系曲线图 （3）停留时间分布密度函数E (t )的测定 停留时间分布密度函数E (t )的测定，常用的方法是脉冲法。此法采用的示踪剂，既不与被测流体发生化学反应，又不影响流体流动特性，也就是说，示踪物在反应器（设备）内的停留时间分布与被测流体的停留时间分布相同。所以，当注入一定量Q 的示踪物时，经过t →(t +dt )时间间隔流出的示踪物量占示踪物注入总量Q 的分率就是与示踪物注入同时进入系统的物料中，停留时间为t →(t +dt )的那部分流体物料占总流体的物料的分率， 即： 亦即： ()()??=V C t dt E t dt Q 或 () ()?= V C t E t Q (3) V ——流体体积流量，(ml/s) Q ——加入的示踪物总量，(mg) C (t )——示踪物的出口浓度，(mg/ml)
发酵罐的结构系统及使用.txt28 生活是一位睿智的长者，生活是一位博学的老师，它常常春风化雨，润物无声地为我们指点迷津，给我们人生的启迪。不要吝惜自己的爱，敞开自己的胸怀，多多给予，你会发现，你也已经沐浴在了爱河里。实验十五发酵罐的结构系统及使用方法一、实验目的： 1 ．了解发酵罐（气升式、搅拌式）的几大系统组成，即空气系统、蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。2．掌握发酵罐空消的具体方法及步骤3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法 二、实验原理： 1．蒸汽系统：三路进汽——空气管路、补料管路、罐体） 2．温度系统： （1）夹套升温：蒸汽通入夹套。 （2）夹套降温：冷水通入夹套，下进水，上出水。 （3）发酵过程自动控温系统：热电偶控温，马达循环，只能加热，发酵设定温度低于室温时，由夹套进冷水降温。 3．空气系统： 取气口T空压机：往复式油泵获得高脉冲的压缩空气 粗过滤器：由沙布包裹棉花压实成块状叠加制得，作用是去除部分细菌及大部分灰尘 （贮气罐）：空压机压缩使气体温度升高，经贮气使气体保温杀菌；压缩空气中有油污、水滴，且压力不稳，有一定的脉冲作用，会冲翻后面的过滤介质，贮气后可使油滴重力沉降，减小脉冲。 冷却塔）：有降温并稳定作用，同时经旋风分离器进行气液分离 （丝网分离器）：通过附着作用，逐步累积沉降而分离5 微米以上的微粒其作用介质为铜丝网 （加温器）：对压缩空气升温，除湿，使湿度达50%-60% 总过滤器：纱布包裹棉花加活性炭颗粒，逐层压紧而成。 分过滤器：平板式纤维，中间为玻璃纤维或丝棉，下面放水阀应适时打开放出油、水，再用压缩空气控干。
生物反应器 指以活细胞或酶为生物催化剂进行细胞增殖或生化反应提供适宜环境的设备，它是生物反应过程中的关键设备。生物反应器的结构、操作方式和操作条件的选定对生物化工产品的质量、收率（转化率）和能耗有密切关系。生物反应器的设计、放大是生化反应工程的中心内容，也是生物化学工程的重要组成部分。 分类从生物反应过程说，发酵过程用的反应器称为发酵罐；酶反应过程用的反应器则称为酶反应器。另一些专为动植物细胞大量培养用的生物反应器，专称为动植物细胞培养装置。 发酵罐发酵罐若根据其使用对象区分，可有：嫌气发酵罐、好气发酵罐、污水生物处理装置等。其中嫌气发酵罐最为简单，生产中不必导入空气，仅为立式或卧式的筒形容器，可借发酵中产生的二氧化碳搅拌液体。 若以操作方式区分，有分批操作和连续操作两种。前者一般用釜式反应器，后者可用连续搅拌式反应器或管式及塔式反应器。好气发酵罐按其能量输入方式或作用原理区分，可有： ①具有机械搅拌器和空气分布器的发酵罐这类发酵罐应用最普遍，称为通用式发酵罐。所用的搅拌器一般为使罐内物料产生径向流动的六平叶涡轮搅拌器，它的作用为破碎上升的空气泡和混合罐内的物料。若利用上下都装有蔽板的搅拌叶轮，搅拌时在叶轮中心产生的局部真空,以吸入外界的空气,则称为自吸式机械搅拌发酵罐。 ②循环泵发酵罐用离心浆料泵将料液从罐中引出，通过外循环管返入罐内。在循环管顶端再接上液体喷嘴，使之能吸入外界空气的,称喷射自吸发酵罐。 ③鼓泡塔式发酵罐以压缩空气为动力进行液料搅拌，同时进行通气的气升发酵罐。目前，世界所发展的大型发酵罐是英国卜内门化学工业公司的发酵罐，它以甲醇为原料生产单细胞蛋白的压力循环气升发酵罐,其直径为7m，高为60m，总容量为 2300m□，自上至下有5000～8000 个喷嘴进料。目前，还有些发酵产品，如固体曲等，使用专门设计的能调节温、湿度的旋转式固体发酵装置。 生产甲烷（沼气）用的是嫌气发酵罐，也称消化器或沼气发生器，这种发酵罐装有搅拌器，顶部有的有浮顶。 污水生物处理装置中，最简单的是曝气池，装有表面曝气叶轮。为了节省占地面积，开发了一种利用气升式发酵罐原理的深井式污水处理池或大至 20000m□的多循环管式曝气装置。此外，还有生物滤池和生物转盘等装置，把能降解污水中有害物质的菌或原生动物，以生物膜的形式附在填料或转盘上。 酶反应器可分游离酶及固定化酶反应器两大类。 ①游离酶反应器以水溶液状态与底物反应。若为分批釜式反应器，酶就不能回收；若用连续釜式反应器并附有一个能把大分子的酶留在系统内的超滤装置则可使酶连续使用。也可将酶液置于用超滤材料制成的U形管或中空纤维管中,并将其置于釜式或管式反应器进行操作，这样也可使酶连续使用。后者接近连续管式反应器。 ②固定化酶反应器除了和化学反应器类似的固定床反应器和流化床反应器外，还有多种特殊设计。例如：将酶固定在惰性膜片上，再卷成螺旋状置于反应器中,或将酶固定在中空纤维的内壁制成反应器；也可将固定化酶置于金属网框中进行酶反应。在反应中产气(如CO2)严重时，可考虑采用多层酶反应器。采用固定化细胞时的反应器，基本上和固定化酶反应器相同，但在好气培养时要便于空气导入和废气排出。
德国贝朗发酵罐 德国贝朗（Biostat B）为结构紧凑、罐体可高压灭菌、有数字检测和控制单元的台式发酵罐、基本设置有一般发酵过程所必需的所有探头和附件，其罐体工作体积分别为2立升、5立升或10立升，并有2立升和5立升气升式罐体可选择。 适用于科研和生产。它的主机部分和数字控制单元集于一箱体，以缩小占用的试验台操作面。标准化数字控制单元的控制参数包括温度、搅拌转速、PH、溶氧、泡沫和液面水平。Biostat B还内设可编程序蠕动泵四台、图线记录仪六通道)联接系统、串行(RS232)打印端面和串行主计算机联接系统。若用于细胞培养，Biostat B可提供低剪切桨式搅拌器，旋转滤器(Spinfiler)和无气泡通气系统，以及中空纤维培养系统(强化元件)。 Biostat B随时可联接上可供选择的各种气体混和系统。体积尺寸(长×高×宽mm)：主机箱365×536×450，搅拌驱动装置(含支架)和罐体B2305×580×270/B5355×685×330/B10425×930×390。 美国NBS发酵罐 作为国际上著名的生物反应器生产厂家，NEW BRUNSWICK SCIENTIFIC CO., INC.是唯一能够向客户提供全面的微生物培养、植物细胞培养和动物细胞培养技术支持的公司，可向广大用户提供从实验室到中试和生产用的微生物、动物细胞、植物细胞培养的个系列发酵罐系统。公司本部拥有自己独立的细胞培养实验室和微生物发酵实验室，同时可向客户提供设备使用技术和培养技术的服务。 BioFlo 110型：是一种模块化的、组合式的高效微生物/细胞反应器，一台主控制器可以控制最多4套反应罐体同时工作，并可按实际需要提供微生物、动物细胞、植物细胞培养。罐体总体积范围：1.3L、3L、7.5L、14L、 BioFlo 310型：配置完善的标准型微生物/细胞反应器，可配备微生物反应罐体或细胞反应罐体，其控制系统相应的内置微生物培养和细胞培养二套不同的控制软件，合理的搅拌桨和罐体形状设计使得系统的传氧速率在350mMO2/L/Hr以上。对植物细胞培养，可配备相应的光照系统。罐体总体积范围：2.2L、5L、7.5L、14L BioFlo 410型：可在位灭菌微生物/细胞反应器，自带蒸汽发生装置，磁力驱动搅拌，不易染菌，升温/降温快速，适用于温度诱导型培养，大型彩色触摸控制屏，可显示各数据、及时值及趋势，并能模拟放大结果。罐体总体积范围：7L、14L、19.5L BioFlo 5000型：移动式中试微生物/细胞反应器，采用开放式框架结构，管道布局合理，维修简便，设计符合GMP标准。罐体总体积范围：40L、80L、120L BioFlo Pro型：工业用微生物/细胞反应器，是为满足工业生产要求而设计，符合GMP标准，结构简单合理，控制稳 定可靠，数据采集方便，PLC控制方式，扩展性强，其所有控制元件均采用工业通用配件，采购容易，更换维修方便，并可按照用户的使用要求定制。罐体总体积范围： 75L、150L、300L、500L、1000L、1500L 瑞士比欧发酵罐
生物发酵罐 500-5000L二级发酵系统报价方案 联系方式：01 0 - 6 0 2 1 9 2 6 9 18 5 1 1 5 8 2 1 2 1
生物发酵罐为发酵罐的总称，主要体现为微生物的发酵。也是微生物培养的不锈钢容器。人们都说发酵罐就是给微生物提供的一个让其能够适应的满意的环境的一个容器，微生物在发酵罐中依靠培养液作为食物，进行新陈代谢并合成产物，为生产或生产直接所用。生物发酵罐的设计比较严格，要考虑易清洗、易消毒。保证发酵过程中的严格的无菌环境，生物发酵罐的规格也不尽相同，有10L、20L、30L、100L、200L、500L等不同规格，要根据生产规模进行设计制作。设计参数及技术标准可致电我公司或浏览我公司集团网站、彩页进行选购。 微生物在繁殖和耗氧发酵过程中都需要氧气，通常以空气作为氧源。空气中含有各式各样的微生物，这些微生物随着空气进入培养液，在适宜的条件下，它们会大量繁殖，消耗大量的营养物质，以及产生各种代谢产物，干扰甚至破坏预定发酵的正常进行，使发酵产品的效价降低，产量下降，甚至造成发酵彻底失败等严重事故。因此，空气的除菌就成为耗氧发酵工程上的一个重要环节。除菌的方法很多，如过滤除菌、热杀菌、静电除菌，辐射杀菌等，但各种方法的除菌效果、设备条件、经济条件各不相同。所需的除菌程度根据发酵工艺要求而定，既要达到除菌效果，又要尽量简化除菌流程，以减少设备投资和正常运转的动力消耗。生物发酵罐技术参数： 生物发酵罐罐体系统：采用全不锈钢316材质，罐内无死角，设计压力0.3 Mpa；夹套：不锈钢304材质，用于温控、辅助灭菌；生物发酵罐采用优化导流设计，提高了热交换效率和温度的均匀性；罐体容积由10L~10000L多系列，可根据联系方式：01 0 - 6 0 2 1 9 2 6 9 18 5 1 1 5 8 2 1 2 1
第39卷第3期2011年3月化学工程 CHEMICAL ENGINEERING （CHINA ）Vol．39No．3Mar．2011 基金项目：国家自然科学基金资助项目（51006047） 作者简介：闻建龙（1962—），男，教授，主要从事二相流动理论及应用的研究；赵松峰（1986—），男，硕士研究生，主要从事二相流研究， E-mail ：zhaosf123@126．com 。 新型气力搅拌式生物反应器的实验研究 闻建龙，赵松峰，张 星，张静文 （江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江212013） 摘要：为了研制培养微生物和动植物细胞或组织的生物反应器，采用微孔橡胶膜片装置使产生的搅拌剪切力较低，以满足溶氧需求较高、介质密度较高、同时具有较高黏度的液体介质的搅拌要求。实验过程中，对生物反应器进行了流动特性观察、 压力损失、反应器内含气率及溶氧质量浓度的测量等实验，选取了综合性能较好的微孔橡胶膜片。结果表明：这种生物反应器产生的气泡比较均匀， 供氧效率高，且具有较好的介质混合性能，对反应器内的液体介质无机械的剪切破坏。与传统机械式搅拌生物反应器相比，具有明显的优点，可应用于对介质剪切性能要求较高的中小型反应器。 关键词：气力搅拌；生物反应器；微孔橡胶膜片；含气率；混合性能中图分类号：TQ 021．1 文献标识码：A 文章编号：1005- 9954（2011）03-0059-04Experimental study on new pneumatic stirring bioreactor WEN Jian-long ，ZHAO Song-feng ，ZHANG Xing ，ZHANG Jing-wen （College of Energy and Power Engineering ，Jiangsu University ，Zhenjiang 212013，Jiangsu Province ，China ）Abstract ：In order to culture the cell of the microbe and flora or fauna ，a new membrane bioreactor was developed．The microporous rubber membrane was used for lowering the stirring shear force to meet the stirring demand for the fluid media with rich dissolved oxygen ，high density and high viscosity．In this experiment ，the flow characteristic ，pressure loss ，gas holdup and dissolved oxygen mass concentration for the reactor were investigated ，and the microporous rubber membrane with better comprehensive properties was selected．The result indicates that this kind of membrane bioreactor is featured by homogeneous air bubble ，high rate of oxygen supply ，good properties of blending and no mechanical shear damage on the liquid medium in the reactor．Compared with the conventional mechanical string membrane bioreactor ，the reactor has obvious advantages and can be widely used in the medium-size and small-size reactors that have higher requirement for the shear properties of medium． Key words ：pneumatic stirring ；bioreactor ；microporous rubber membrane ；gas holdup ；mixed properties 生物反应器是实现生物技术产品的关键技术，是连接原料和产物的桥梁。生物反应器分为：通过机械搅拌输入能量的机械式生物反应器，利用气体喷射动能的气升式生物反应器和利用泵对液体的喷射作用而使液体循环的生物反应器。目前使用最广泛的仍是机械搅拌式生物反应器。机械式搅拌器存在能耗高、径向剪切力大、容易伤害菌体等局限性。随着生物技术的发展，为满足溶氧需求较高、介质密度较高、同时具有较高黏度的液体介质搅拌的要求，需要在较低的剪切力条件下培养微生物和动植物细胞或组织来获取生物制品的场合。以气体喷射动能的气力搅拌式生物反应器，能克服以上局限，用于细 胞培养、生物发酵等场合［1］ 。 1 反应器实验装置 实验采用橡胶膜片微孔气体分布器的生物反应 器（见图1），是一种新型的气力搅拌式反应器［2］ 。反应器结构简单，内部无运动部件。由压缩空气提供能量，依靠含气泡液体与纯液体的密度差造成的 升力使气液二相充分混合，实现均匀搅拌过程［3］ 。反应器的关键部件是橡胶膜片微孔气体分布器，本文对反应器进行了实验观察与测量，选取最佳开孔尺寸及方式的橡胶膜片（见图2）。使用添加剂，改变实验用水的动力黏度和表面张力，以模拟真实生
赛多利斯一次性生物反应器 高性能一次性平台 近年来，赛多利斯的一次性生物反应器已应用到现代生物制药工艺中。它们不仅十分灵活，还能减少投资和运营成本。 今天，赛多利斯拥有一系列一次性生物反应器，是哺乳动物细胞培养、苛刻的高细胞密度，以及基于微载体工艺的理想之选。 赛多利斯已经开发出15 mL 的 ambr? 15 和2,000 L 的 BIOSTAT STR?一次性生物反应器，能够提供简单、直接的放大和缩小工艺。即使在大规模下，赛多利斯的产品一样能够保持卓越的性能，所以无论是当下还是未来，赛多利斯都能完全满足您从工艺开发到商业生产阶段的一切需求。 利用ambr?方案开发您的工艺。借助赛多利斯的Flexsafe? RM 工艺袋，组合成为种子培养中的预发酵罐；最后使用的Flexsafe STR?工艺袋用于珍贵产物的临床或商业生产。 Flexsafe?薄膜是赛多利斯一次性生物反应器的一大核心要素。Flexsafe?可确保最敏感的细胞系具有卓越的可重复生长行为，并在所有步骤中满足您对稳健
性和易用性的一切要求。为您提供前所未有的供应保证。赛多利斯与树脂和薄膜供应商的长期战略合作关系，确保了完全的可追溯性。 1.ambr? 15 细胞培养系统 2.ambr? 15 微生物发酵系统 3.ambr? 250 高通量系统 4.ambr? 250 高通量灌注培养系统 5.ambr? 250 modular 系统 6.BIOSTAT STR? & Flexsafe STR? 7.BIOSTAT? RM & Flexsafe? RM 8.BIOSTAT? RM TX & Flexsafe? RM TX 工艺袋 9.UniVessel? SU 连接上游 深入了解赛多利斯集成上游平台的概念。一次性技术是这一系列产品的支柱，不仅确保了卓越的工艺安全性和最佳的上市时间，还降低了产品成本。赛多利斯的薄膜供应确保完全的可追溯性。 细胞培养创新 在过去十年中，赛多利斯一直致力于上游技术的开发和优化，以应对重要的工业挑战。BioProcess international 补充说明了赛多利斯团队开发的各项产品及其特性，其中配有Flexsafe?薄膜的一流完整上游平台可助力客户实现安全、卓越和可重复的细胞培养支持。 ?细胞培养的创新|生物工艺 PDF | 4.4 MB | 2020年5月13日
一、工程简介： 工程内容为4只480 M3不锈钢发酵罐制作、安装。480 M3不锈钢发酵罐直径为Φ5700 mm,总高度达23m,总重量约为38.5吨，不但体积庞大，且单重重，运输困难。为此，总体上考虑封头、锥体、夹套等部件成型安排在厂内制造，分件运至建设单位厂内罐区现场组焊，筒体在建设单位现场卷制。 二、施工依据及技术质量标准： 1、合同； 2、设计图纸； 3、《压力容器安全技术监察规程》; 4、GB150-98《钢制压力容器》； 5、HG20584-98《钢制化工容器制造技术规定》； 6、GB3274-88《碳素钢和低全金钢热轧中厚钢板和钢带》； 7、JB4729-95《旋转压封头》； 8、GB/T14976-94《流体输送用不锈钢无缝钢管》； 9、JISG4303《不锈钢热轧钢板》； 10、GB/14957-94《熔化焊用钢丝》； 11、GB4242-84《焊接用不锈钢丝》； 12、GB/T983-95《不锈钢焊条》； 13、GB4842-84《氩气》； 14、JB3223-83《焊条质量管理规程》； 15、《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》（国质检锅（2002）109号）； 16、JB4730-94《压力容器无损检测》； 三、施工工艺技术措施和质量控制： 1、投产前准备工作： 1.1、组织工艺技术人员认真阅读，分析其结构特点，召开技术交底会，充分理解设计意图，做到心中有数，并做好审图记录。 1.2、编制指导生产的制造工艺和焊接工艺，重点交待清楚夹套蜂窝塞焊焊缝的焊接工艺. 1.3、采购质量可靠的SUS304钢板等主材，并选择合格的钢材供应商。 1.4、选择技术过硬的专业施工队伍，配备足够数量的技术熟练的工人，焊工必须是经考试合格的并具有相应资格的有效持证焊工。 2、制造工序流程： 3、工艺过程及质量控制： 3.1、编制指导生产的工艺：技术工艺人员根据设计图纸、技术标准及现场情况编制指导生产的专业制造、焊接工艺过程卡及检验工艺文件。 3.2、检验人员对钢板和焊材进行入库前的检验和标志移植，确认合格后方可投放生产使用。 3.3、划线下料：对筒节用料钢板进行四边直线度和垂直度检查，若边与边不垂直必须划垂线切割，保证边与边的相互垂直。并严格掌握筒节坯板的下料长度准确以利环焊缝组装错边量的控制。 3.4、成型：封头坯板下料后，拼接焊缝采用埋弧自动焊。焊缝检验合格后压制之前，对处于压制面焊缝的余高，应打磨至母材齐平，并对外圆周切割边缘的棱角打磨成过渡小圆弧，防止压制过程中撕裂。采用先进的旋压成型工艺使封头旋压成型、平边，对拼接焊缝进行1 00%RT检查并应符合III级要求，合格后运送至现场。 锥体采用分片成型后拼接成整体的工艺方法，但与筒节结合的上部轴向过渡园弧，也要旋压成型，以保证质量，工艺上预先安排锥体分为三部分，需旋压部分高度掌握在1m左右（旋
生物反应器 生物反应器，是指利用自然存在的微生物或具有特殊降解能力的微生物接种至液相或固相的反应系统。目前研究得最多的两种反应器是“升降机型反应器”和“土壤泥浆反应器”。升降机型反应器是通过水相的流动来提供适当的营养、碳源和氧气，从而达到降解土壤中污染物质的目的。与固相系统相比，生物反应器能够在更短的时间内将污染物进行有效降解。该生物反应器技术已经应用于有机污染土壤的生物修复中。通过研究生物反应器，我们可以了解到：可以知道为达到一定的生产目的需要多大的生物反应器，确定什么样的结构更好；其次，对已有的生物反应器进行分析，达到优化的目的；还有就是分析各种生物反应器的数据，从而对细胞的生长、代谢等过程有更加深入的理解，生物反应器是工程学的一部分也是化学工程的一个分支，加上成本低.、设备简单、效率高、产品作用效果显著、减少工业污染等优点使他能够在很多方面都有着重要的应用，如改良乳汁品质、生产药用蛋白、外源基因在动物体内的位点整合问题、.乳蛋白基因表达组织特异性问题、目的蛋白的翻译后修饰问题、转基因表达产物的分离和纯化问题、转基因的技术与方法问题、伦理道德问题等诸多方面。 生物反应器经历了三个发展阶段：细菌基因工程、细胞基因工程、转基因动物生物反应器。转基因动物生物反应器的出现之所以受到人们极大的关注，是因为它克服了前两者的缺陷，即细菌基因工程产物往往不具备生物活性，必须经过糖基化、羟基化等一系列修饰加工后才能成为有效的药物，而细胞基因工程又因为哺乳动物细胞的培养条件要求相当苛刻、成本太高而限制了规模生产。另外，转基因动物生物反应器还具有产品质量高、容易提纯的特点。一般把目的片段在器官或组织中表达的转基因动物叫做动物生物反应器。几乎任何有生命的器官、组织或其中一部分都可以经过人为驯化为生物反应器。从生产的角度考虑，生物反应器选择的组织或器官要方便产物的获得，例如乳腺、膀胱、血液等，由此发展了动物乳
生物反应器项目规划方案 投资分析/实施方案
报告说明— 该生物反应器项目计划总投资11052.87万元，其中：固定资产投资7881.50万元，占项目总投资的71.31%；流动资金3171.37万元，占项目总投资的28.69%。 达产年营业收入24035.00万元，总成本费用18993.65万元，税金及附加191.28万元，利润总额5041.35万元，利税总额5927.99万元，税后净利润3781.01万元，达产年纳税总额2146.98万元；达产年投资利润率45.61%，投资利税率53.63%，投资回报率34.21%，全部投资回收期4.42年，提供就业职位433个。 生物反应器是指利用自然存在的微生物或具有特殊降解能力的微生物接种至液相或固相的反应系统。一次性生物反应器作为更替可清洗以及可重复使用系统的替代品，自使用起即能发现他们的显著差异及影响。一次性组件能够提高生产灵活性、增强无菌保证、降低前期资本投入以及加速新设施启动。全球生物反应器产业市场规模将从2020年的18亿美元增长到2025年的42亿美元，在预测期内的复合年增长率为18.5%。小型企业和初创企业越来越多地采用SUBs降低了自动化的复杂性，减轻了海洋生物的种植，降低了能源和水的消耗，生物制剂市场不断增长，SUBs的技术进步以及生物制药研发的不断增长等因素推动生物反应器市场的增长。
第一章概况 一、项目概况 （一）项目名称及背景 生物反应器项目 （二）项目选址 某某工业园 对各种设施用地进行统筹安排，提高土地综合利用效率，同时，采用 先进的工艺技术和设备，达到“节约能源、节约土地资源”的目的。节约 土地资源，充分利用空闲地、非耕地或荒地，尽可能不占良田或少占耕地；应充分利用天然地形，选择土地综合利用率高、征地费用少的场址。 （三）项目用地规模 项目总用地面积26960.14平方米（折合约40.42亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数78.46%，建筑容积率1.11，建设区域绿化覆盖率6.51%，固定资产投资强度194.99万元/亩。 （五）土建工程指标
实验报告 课程名称：化工专业实验指导老师：黄灵仙成绩：________________ 实验名称：连续搅拌釜反应器中乙酸乙酯的水解反应实验类型：反应工程实验 一、实验目的和要求 二、实验内容和原理 三、主要仪器设备 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析 七、讨论、心得 一、实验目的 1．了解和掌握搅拌釜反应器非理想流动产生的原因； 2．掌握搅拌釜反应器达到全混流状态的判断和操作； 3．了解和掌握某一反应在全混釜中连续操作条件下反应结果的测量方法，以及与间歇反应器内反应结果的差别。 二、实验原理 在稳定条件下，根据全混釜反应器的物料衡算基础，有 A m A A A m A A A A x C C C C C C V F r ττ0000)1()()=-=-= （－（1） 对于乙酸乙脂水解反应： OH H C COO CH H COOC CH OH 52-3K 523-+?→?+ A B C D 当C A0=C B0，且在等分子流量进料时，其反应速度(－r A )可表示如下形式： 2 20A 20 2 A 02)1))/exp()A A A A A x kC C C C RT E k kC r -=-==（（（－（2） 则根据文献（物化实验）的乙酸乙酯动力学方程，由（1），（2）可计算出x A 2 20A m )1A A A x kC x C -=（τ（3） 同时由于C A0∝(L 0-L ∞)，C A ∝(L t -L ∞)，由实验值得： )( 100∞ ---=L L L L x t A （4） 式中： L 0,L ∞—— 分别为反应初始和反应完毕时的电导率 L t —— 空时为m τ时的电导率 根据反应溶液的电导率的大小，由（4）式可以直接得到相应的反应转化率，由（3）式计算得到相同条件下的转化率，两者进行比较可知目前反应器的反应结果偏离全混流反应的理论计算值。 专业： 姓名： 学号： 日期： 地点：
第四章生物反应器（发酵罐） 发酵罐厌氧发酵罐（嫌气发酵罐） 好氧发酵罐（通风发酵罐） 第一节厌氧发酵罐 酒精、丙酮、丁醇、乳酸、啤酒等 酒精发酵罐（图1） 图1 酒精发酵罐 1 冷却水入口 2 取样口 3 压力表 4 CO2出口 5 喷淋水入口 6 料液及酒母入口 7 人孔 8 冷却水出口 9 温 度计10 喷淋水收集槽11 喷淋水出口12 发酵液及污水排出口一、形状罐体为圆柱形，底盖和顶盖为锥形或碟形 二、结构尺寸 D----罐的直径 H-----圆柱部分的高度 h1-----罐底高度 h2-----罐盖高度 推荐比例： H=1.1～1.5D h1=0.1 ～ 0.14D h2=0.05 ～ 0.1D 发酵罐全容积： V = πD2 (H+h1/3+h2/3) / 4 V = V0 / η V-----发酵罐的全容积 (m3) V0------进入发酵罐的发酵液量 (有效容积) (m3) η-------装液系数（一般取0.8～0.9） 据发酵罐的全容积V和H/D即可确定发酵罐的结构尺寸 三、配置 人孔、视镜、进料管、压力表和测量仪器的接口、CO2出口（回收管）、排料口和排污口、 取样口、温度计接口、冷却装置、洗涤装置 冷却装置：
中小型罐,多采用罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却 (罐体底部四周有收集槽) 大型罐:罐内有冷却蛇管 (或与外壁喷淋相结合) 洗涤装置：水力喷射洗涤装置 （图2） 第二节 通风发酵罐 机械搅拌式、自吸式、气升式、高位筛板式等 味精、柠檬酸、抗生素、酶制剂、氨基酸、SCP 一、机械搅拌式发酵罐 （图3） 一）基本条件 1、适宜的径高比。 [高：直径约为2.5～4] 2、能承受一定的压力。[水压试验（1.5倍）] 3、搅拌通风装置要能使气泡分散细碎、气液充分混合，保证发酵液必须的溶解氧，提高O 2的利用率 。 4、应具有足够的冷却面积。[代谢产热] 5、发酵罐内应抛光，尽量减少死角。[避免积污、染菌] 6、轴封应严密，尽量减少泄漏。 二） 罐体的尺寸比例 H----柱体高(m) D----罐内径(m) d----搅拌器直径 S----两搅拌器的间距 图2 水力喷射洗涤装置 图3 机械搅拌发酵罐