搅拌式生物反应器溶解氧性能研究
【摘要】:搅拌式生物反应器是生物反应器的重要一种,搅拌系统是搅拌式生物反应器的核心装置。在好氧的发酵生产过程中,细胞需要分子态的氧作为呼吸链电子传递系统末端的电子受体,最终与氢离子结合成水并释放出大量能量,供细胞维持生长和合成反应使用。抗生素发酵多数是需氧发酵,氧的传递与摄取和抗生素合成有十分密切的关系。发酵液中氧扩散速率是限制很多抗生素发酵呼吸过程的因素。因此,如何改善溶氧已成为好氧发酵过程控制的重要课题。
本文在30L全自动发酵罐中,通过改变搅拌浆不同组合型式以及通气量和搅拌转速等操作条件,研究水溶液和高粘度CMC溶液的溶解氧性能,找出了容量传递系数Kla比较高的几种搅拌型式。实验结果表面:水溶液和高粘度CMC溶液的Kla随搅拌转速的增加比随通气量的增加升幅较大;相同操作条件下,在低粘度范围(1-100cp)比在高粘度范围(100-200cp)内粘度的增加对Kla的影响更为显著;在水溶液中,双层园盘涡轮平直叶、底层园盘涡轮半圆管叶+上层园盘涡轮平直叶、底层园盘涡轮半圆管叶+上层园盘涡轮箭叶搅拌浆组合的溶解氧性能总体优于底层园盘涡轮平直叶+上层园盘涡轮45°斜直叶和底层园盘涡轮平直叶+上层园盘涡轮弯叶搅拌浆组合,其中尤以双层园盘涡轮平直叶搅拌浆在各种操作条件下的溶解氧性能最稳定;在高粘度CMC溶液中,底层园盘涡轮半圆管叶+上层园盘涡轮箭叶搅拌浆组合整体优于底层园盘涡轮平直叶+上层园盘涡轮45°斜直叶。
通过抗生素发酵罐设计放大实例以及对现有抗生素生产发酵罐搅拌系统改进,即洛伐他汀1m~3中试罐由2层园盘涡轮箭叶改为2层园盘涡轮平直叶、放大设计头孢菌素120m~3发酵罐时采用底层园盘涡轮半圆管叶+上面3层轴向流搅拌器(原36m~3发酵罐为3层园盘涡轮平直叶搅拌器)、大观霉素大生产42m~3发酵罐的搅拌系统由3层园盘涡轮平直叶优化为底层园盘涡轮平直叶+上面一层轴向流搅拌器时,跟踪各相应生产品种洛伐他汀、头孢菌素和大观霉素的发酵单位、发酵液溶解氧、菌丝体浓度、发酵液总糖浓度的变化,实验数据表明:改进搅拌系统后的发酵罐(包括放大设计的发酵罐)的溶解氧整体优于改进前;改进后的发酵单位,洛伐他汀增加40%,大观霉素和头孢菌素也略有增加,并且改进后
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1 |
;序批式生物反应器处理制药废水[J];中国环保产业;2002年03期 |
2 |
张震元;;用生物技术生产丙烯酰胺[J];微生物学杂志;1985年01期 |
3 |
Timothy K.Lee
,Humg-yu Hsiao
,毛绍麟;利用丝氨酸羟甲基转移酶和β-酪氨酸酶偶联反应合成L-酪氨酸[J];氨基酸和生物资源;1988年04期 |
4 |
张元兴,范卫民;CellCul—20细胞培养用生物反应器[J];上海化工;1994年05期 |
5 |
黄仲华;酿醋新型生物反应器的科技进展[J];上海调味品;1996年01期 |
6 |
肖炘,毛青,任革学,李佐虎,罗国安;项目筛选策略及优先考虑的生物技术领域[J];化工进展;2002年01期 |
7 |
薛嘉;黄钧;;废水处理一体化生物反应器的发展[J];应用与环境生物学报;2006年04期 |
8 |
刘桂萍;魏剑峰;刘长风;孟玲;刘桂娟;;利用生物反应器处理含酚废水[J];化工进展;2009年06期 |
9 |
杜兵;司亚安;孙艳玲;刘寅;;推流式固定化絮体生物反应器培养ANAMMOX菌试验研究[J];给水排水技术动态;2003年01期 |
10 |
刘建艳;;中空纤维膜生物反应器应用于城市住宅小区生活污水资源化处理的研究[J];绿色科技;2011年06期 |
11 |
张华;;废水厌氧处理系统[J];生物技术通报;1985年10期 |
12 |
岑运华;日本“水综合再生利用系统”90年计划的进展概要[J];环境科学研究;1990年02期 |
13 |
Y.Chisti,张雯;工业生物反应器设计和制造[J];化工装备技术;1993年03期 |
14 |
虞炳钧,郑裕国,张福明,王普;膜片状填料固定化酵母薯干酒精发酵生物反应器的研究[J];工业微生物;1995年03期 |
15 |
邢传宏,TardieuEric,钱易;无机膜-生物反应器处理生活污水试验研究[J];环境科学;1997年03期 |
16 |
余泽华,姚汉超,陈曲侯,庞义,邓日强,龙綮新;草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)细胞在生物反应器中培养条件初探[J];华中师范大学学报(自然科学版);1999年03期 |
17 |
刘宏远,张燕,沈东升,朱荫湄;生物反应器填埋场系统有机物降解动力学模型[J];哈尔滨工业大学学报;2004年03期 |
18 |
高旭波,卢建斌,李建生;生物反应器垃圾填埋场特性研究[J];安徽化工;2004年05期 |
19 |
杨骏;法国开发廉价生物能源生产技术[J];中小企业科技;2005年11期 |
20 |
朱明军;杜顺堂;王菊芳;梁世中;;产虾青素红发夫酵母Phaffia rhodozyma的反应器培养[J];华南理工大学学报(自然科学版);2005年12期 |
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