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生化反应工程biochemical reaction engineering

时间：2020-03-01 来源：网络 浏览：
生物化学工程的重要组成部分，是化学反应工程与生物技术结合的产物。它以生物反应器为中心，主要研究发酵动力学、酶动力学，生物反应器中的传递过程，生物反应器的放大规律以及生物反应器的检测和控制等。
　　生物反应器是为微生物、细胞或酶提供适宜的环境。以达到进行生化反应的目的。它包括活细胞反应器（一般称为发酵罐）、动植物细胞培养装置、游离酶反应器、固定化酶或固定化细胞反应器、污水生化处理装置等。生物反应器通常在常温常压下操作，但与化学反应器相比有下列特点：①生物反应过程的底物（反应物）及产物的浓度均较低，生物的生长速率一般又小于化学反应，因此生物反应器的体积一般较大，或需要很长的反应时间。②温度、pH值、溶氧等反应环境及某些中间产物的浓度对生化反应的影响极大。③生物细胞比重与液体相近，一般不能经受剧烈的机械撞击；生物反应物系常为高粘度的非牛顿型流体，这些因素为混合及传递过程带来很多不利。④一般应在无杂菌的条件下操作，对反应器的严密性、材质及操作参数的检测有较高的要求。发酵罐的形式，除标准的机械搅拌釜外，还有塔式鼓泡罐、气升式环流罐。酶反应器的类型很多，除搅拌罐和鼓泡罐式外，有固定床式、流化床式、转框式、螺旋膜式及中空纤维式等。
　　生化反应工程应用反应工程的一般原理，结合生物群体和生化过程的特点，研究生物反应器。因此，反应动力学的范围由简单的单一酶动力学到复杂的微生物群体的发酵动力学。传质过程的研究内容，除流体内的扩散和相际的传递外，还有细胞内的传质过程，既有嫌气过程的两相系统，也有好气过程的三相系统。此外，生物反应器的数学模拟和灭菌过程也是生化反应工程的研究对象。
　　生化反应工程的研究不仅大大改善了既有生产过程的合理性与经济性，而且还开拓了很多新的领域。其中一个重要的突破便是固定化酶和固定化细胞的研究与开发。将酶或细胞固定在固体载体上，不仅可以不需要向酶反应器中不断加入新酶，大大节省酶的消耗，而且也简化了产物的后处理问题，并且还有可能提高酶的活性。  
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