固定床生物反应器研究进展

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微生物学杂志#$$#年’月第##卷第#期56789)/6:;<=86><6/61?;@A(#$$#BCD(##9C(#

综述

固定化细胞生物反应器的应用及研究进展!

骆艳娥，李

华，刘树文

（西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌!）"#"$$

摘要综述了固定化细胞生物反应器的应用及其在优化设计、传质、传热等方面的研究进展，可为优化设计反应器及自动化大生产提供一定的参考。关键词固定化；细胞；生物反应器

文献标识码)文章编号"（）中图分类号%&"’("$$*+!$#"#$$#$#+$$’,+$’

生物反应器是利用生物催化进行化学反应的设备，按照所使用的生物催化剂可分为酶反应器和细胞反应器，其中固定化生物反应器是采用固定化细

［］"胞作为催化剂的反应器。固定化细胞生物反应器

［］,放大，费用较高。中空纤维式固定化细胞生物反

应器对细胞有剪切保护，生产率较高，下游处理较简

［］!便，但难于放大，难于控制反应过程，费用较高。

膜式固定化细胞生物反应器催化效率很高，易于放大及控制反应过程，下游处理简便，是目前连续

［］&化大生产中应用最多的一种生物反应器。连续搅

中生物反应

微藻生物反应器研究进展

摘要：本文介绍了用于微藻培养的各种密闭式光生物反应器, 包括发酵罐式、

管式和平板式生物反应器及光照系统。概述了微藻生物反应器的研究历史、现状, 对我国在微藻生物反应器研究方面取得的进展以及微藻生物反应器应用前景进行了综述。

关键词：微藻；生物反应器；综述

Abstract The hermetic photobioreactors used to cultivate microalgae

were introduced, including fermenter style, tubular and flat plate bioreactor. Illuminated system were also discussed.Overview of microalgae bioreactor history, current situation, reviewed the progress made by our country in microalgae bioreactor, as well as the prospects of microalgae bioreactor applications.

Key word：

化工原理,化学反应工程,固定床反应器

固定床反应器的介绍

化工原理,化学反应工程,固定床反应器

固定床反应器一、固定床反应器的工业背景

二、固定床反应器的工作原理1、固定床反应器的工作原理

2、固定床反应器的原理动画

三、固定床反应器的结构形式 四、固定床反应器的工艺仿真说明1、固定床反应器的DCS图 2、固定床反应器的现场图

化工原理,化学反应工程,固定床反应器

固定床反应器的工业背景反应器是化工生产中的关键设备，是人们通过一定 的手段抑制副反应、提高转化率、提高生产能力的化学 反应设备。在反应器内不仅有化学变化过程，还有传质和穿热 过程。

按反应物系聚集状态可分为均相和非均相反应器；按换热方式分类有绝热式、对外换热式和自热式；

以反应器的结构形式又可分为釜式、管式、塔式、 固定床和流化床等反应器。

化工原理,化学反应工程,固定床反应器

主要优点 床内流体呈理想置换流动，流体停留时间可严格 控制，温度分布可适当调节。 催化剂用量少，反应器体积小，催化剂的颗粒不 易磨损，可在高温高压下操作等。 主要缺点 流体流速不能太快，传热性能差，温度分布不易 控制均匀. 在放热反应中，换热式反应器轴向位置存在“热 点”,易造成“飞温”; 不能使用细颗粒的催化剂，且催化剂的再生和

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目录

附录一 反应器的设计 ............................................................................................. 1 1.1 反应条件 ................................................................................................... 1 1.2 反应器的类型确定.................................................................................... 1 1.3 设计数据和工作参数................................................................................. 1 1.4 物料衡算和热量横算及结果 .................................................................... 2 1.5 反应器结构的计算......

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目录

附录一 反应器的设计 ............................................................................................. 1 1.1 反应条件 ................................................................................................... 1 1.2 反应器的类型确定.................................................................................... 1 1.3 设计数据和工作参数................................................................................. 1 1.4 物料衡算和热量横算及结果 .................................................................... 2 1.5 反应器结构的计算......

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目录

附录一反应器的设计 (1)

1.1 反应条件 (1)

1.2 反应器的类型确定 (1)

1.3 设计数据和工作参数 (1)

1.4 物料衡算和热量横算及结果 (2)

1.5 反应器结构的计算 (4)

1.5.1 催化剂的填充

量 (4)

1.5.2 反应管长度的计

算 (4)

1.5.3 管束尺寸和反应管的排列 (4)

1.5.4 反应床层压降 (5)

1.6 机械强度的计算和校核 (6)

1.6.1 设计的选材 (6)

1.6.2 板厚的计算 (6)

1.6.3 气压试验 (7)

1.7 气体分布板设计 (7)

1.7.1 气体分布板的形

式 (7)

1.7.2 分布板的压降 (7)

1.7.3 均匀布气压降 (8)

1.7.4 稳定性压降 (8)

1.7.5 板厚 (8)

1.7.6 孔数和孔径的确

定 (8)

1.8 壳程换热 (9)

1.8.1 采用结构 (9)

1.8.2 换热介质 (9)

1.9 管口设计 (10)

1.9.1 反应器进口 (10)

1.9.2 出口管设计 (10)

1.9.3 折流板 (11)

1.10 封头的设计 (11)

1.11 支座的设计 (11)

1.12 反应器工艺及强度计算结果 (12)

附录二精馏塔设计 (14)

2.1 塔的设计要求 (14

家蚕生物反应器的研究进展及发展前景

摘要：目前, 家蚕生物反应器的研究和开发主要是以BmNPV为载体,在 家蚕体

液中表达多种有用蛋白,其表达量比其它生化微生物高出许多倍;但是利用转基因 家蚕 生物反应器表达外源蛋白比 家蚕BmNPV表达系统有着更大的优越性。 家蚕生物反应器研 究和开发 已近20年历史，表达了数百种外源基因，由于表达量不高及产物分离纯化难度和成本 问题，至今未能进入产业化； 家蚕转基因生物反应器有过比较好的尝试 ，改进转基因技术提高外源基因的整合率是今后主攻 方向。本文综述了家蚕BmNPV表达系统的研究现状及转基因 家蚕 生物反应器的研究进展及发展前景。

关键词： 家蚕生物反应器 BmNPV表达系统 转基因家蚕 发展前景

The research progress of silkworm bioreactor and

development prospects

Abstract：Currently, the silkworm bioreactor of research and development is mainly

by BmN PV as the carrier, in silkworm body flui

家蚕生物反应器的研究进展及发展前景

摘要：目前, 家蚕生物反应器的研究和开发主要是以BmNPV为载体,在 家蚕体

液中表达多种有用蛋白,其表达量比其它生化微生物高出许多倍;但是利用转基因 家蚕 生物反应器表达外源蛋白比 家蚕BmNPV表达系统有着更大的优越性。 家蚕生物反应器研 究和开发 已近20年历史，表达了数百种外源基因，由于表达量不高及产物分离纯化难度和成本 问题，至今未能进入产业化； 家蚕转基因生物反应器有过比较好的尝试 ，改进转基因技术提高外源基因的整合率是今后主攻 方向。本文综述了家蚕BmNPV表达系统的研究现状及转基因 家蚕 生物反应器的研究进展及发展前景。

关键词： 家蚕生物反应器 BmNPV表达系统 转基因家蚕 发展前景

The research progress of silkworm bioreactor and

development prospects

Abstract：Currently, the silkworm bioreactor of research and development is mainly

by BmN PV as the carrier, in silkworm body flui

（19）中华人民共和国国家知识产权局

（12）发明专利申请

（10）申请公布号

CN109261084A

（43）申请公布日 2019.01.25（21）申请号CN201811242276.5

（22）申请日2018.10.24

（71）申请人西安航天华威化工生物工程有限公司

地址710100 陕西省西安市南郊航天城宇航街

（72）发明人邰向阳;车怀智;杨鹏;李然;付林;李浩;张举莉;杜克英

（74）专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司

代理人李罡

（51）Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

（54）发明名称

甲硫醇列管式固定床反应器

（57）摘要

本发明涉及一种甲硫醇列管式固定床反应

器，自上而下包括上管箱、壳程筒体和下管箱，

壳程筒体内设置有上管板、反应管和下管板，反

应管上下两端分别与上管板和下管板密封连接；

反应管下部管内设置有催化剂支撑弹簧。本发明

的反应器能方便装填催化剂，当单只反应管出现

泄漏时可直接封堵该反应管，不需全部拆除催化

剂，便于后期设备维修，缩短维修周期。

法律状态

生物反应器

的比 拟 放 大

“发酵放大是一门艺术，而不是一门 科学” —— A.E.Humphrey

Contents:

1、生物反应器比拟放大的概念 2、生物反应器比拟放大的方法 3、生物反应器比拟放大需要考虑的因素 4、小结

1、生物反应器比拟放大的概念1.1 比拟放大的定义

生物反应器的放大是指在反应器的设计与操作上，将 小型反应器的最优反应结果转移至工业规模反应器中 重现的过程。 生物工程产品的研究开发的三个阶段： (1)实验室阶段 (2)中试

(3)工厂化生产

第一阶段 实验室规模，进行菌种的筛选和培养基的研究

第二阶段 中试工厂规模，确定菌种培养的最佳操作条件

第三阶段

工厂大规模生产

表1 小型和大型生物反应器设计的不同点项目功率消耗 实验用反应器 不必考虑 控制检测装置占去一定 空间 可不必考虑 较易解决 生产用反应器 需认真对待

反应器内空间混合特性 换热系统

无此影响需认真对待 较难解决

1.2 放大的核心问题和目的 核心问题：

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生物反应器中有三种重要的过程： (1)热力学过程， (2)微观动力学过程， (3)传递过程。 ※而核心问题是传递过程。因为规模的放大对 传递过程的影响最大。 放大目的： 维持中试所得到的最佳的细胞生长速率，