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生物反应器流场特性研究及其在生物过程优化 与放大中的应用研究

夏建业,谢明辉,储炬,庄英萍,张嗣良

1. 生物反应器工程国家重点实验室,华东理工大学生物工程学院,上海 200237 2. 国家生化工程技术研究中心(上海),上海 200237

 
Key Words: :搅拌生物反应器;发酵过程放大;计算流体力学;细胞动力学;scale-down 反应器
 

Abstract

生物反应器是实现生物过程的核心设备,其内进行的生物反应过程受不同反应器内流场结构的影响会产 生差异显著的结果,这也是导致生物过程放大困难的关键问题之一。为研究这一问题,必须对不同规模反应器内 流场结构有充分的认识,必须对反应器内的混合、传质、剪切等影响生物过程的几个关键方面进行深入研究。首 先简单介绍了反应器流场研究的实验及数值模拟方法,在此基础上详细论述了流场混合与传质对生物反应过程的 影响,流场剪切对丝状菌形态及其生物过程的影响,最后从反应器流场与细胞生理代谢特性整合的角度,介绍了 反应器流场与细胞生理之间的相互作用关系,并以三个实例简单介绍了基于Euler-Lagrange 模拟框架的整合流场 和细胞动力学模型的模拟方法及模拟结果。旨在通过介绍反应器流场研究及其在生物过程优化放大中的应用,提 出基于反应器流场特性与细胞动力学响应的生物过程放大研究方法,为更高效、理性地生物过程放大提供一些理 论参考。


 

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