生物(wu)反應(ying)器是生物(wu)化學(xue)工(gong)程的(de)重(zhong)要組(zu)成(cheng)部分(fen)

　　生物(wu)反應(ying)器是生物(wu)化學(xue)工(gong)程的(de)重(zhong)要組(zu)成(cheng)部分(fen)

　　生物(wu)反應(ying)器，指以(yi)活(huo)細(xi)胞或(huo)酶為生物(wu)催化(hua)劑進行細(xi)胞增殖(zhi)或(huo)生化(hua)反應(ying)提(ti)供適宜環(huan)境(jing)的設(she)備(bei)，它是生物(wu)反應(ying)過程中(zhong)的(de)關鍵設(she)備(bei)。生物(wu)反應(ying)器的結構(gou)、操作(zuo)方(fang)式和(he)操作(zuo)條件(jian)的選(xuan)定(ding)對生物(wu)化工(gong)產品的質量、收率(轉(zhuan)化率)和(he)能耗有密切(qie)關(guan)系(xi)。生物(wu)反應(ying)器的設(she)計、放大(da)是生化(hua)反應(ying)工(gong)程的(de)中(zhong)心(xin)內(nei)容(rong)，也是生物(wu)化學(xue)工(gong)程的(de)重(zhong)要組(zu)成(cheng)部分(fen)。

　　生物(wu)反應(ying)器與化(hua)學(xue)反應(ying)器不同(tong)，化(hua)學(xue)反應(ying)器從原料(liao)進入(ru)到產物(wu)生成(cheng)，常常(chang)需要加(jia)壓(ya)和(he)加(jia)熱，是壹個(ge)高能耗(hao)過程。而生物(wu)麽(me)應(ying)器(qi)則(ze)不(bu)同，在(zai)酶和(he)微生物(wu)的參(can)與下(xia)，在(zai)常(chang)溫(wen)和(he)常壓下(xia)就可(ke)以進(jin)行(xing)化(hua)學合成(cheng)。因(yin)此，生物(wu)反應(ying)器問世(shi)之(zhi)後，應(ying)受到化工(gong)部門(men)的重(zhong)視(shi)。化學工(gong)程專(zhuan)家(jia)認為(wei)，應該(gai)盡可(ke)能多地讓化(hua)學合(he)成(cheng)過程由(you)生物(wu)去完成(cheng)。設計理(li)想的生物(wu)反應(ying)器，就成(cheng)了現(xian)代(dai)生物(wu)技術產業(ye)的(de)壹個(ge)重(zhong)要任(ren)務(wu)。

　　設計生物(wu)反應(ying)器時(shi)要考(kao)慮(lv)兩點(dian)：壹是選(xuan)擇(ze)特(te)異(yi)性(xing)高(gao)的(de)酶或(huo)適宜的(de)活(huo)細(xi)胞作(zuo)為(wei)催化(hua)劑，盡可(ke)能減(jian)少(shao)副產物(wu)，提(ti)高產品產量；二是盡(jin)可(ke)能提(ti)高產物(wu)的濃度，降(jiang)低成(cheng)本。

　　生物(wu)反應(ying)器首(shou)先(xian)在(zai)發酵(jiao)工(gong)業(ye)中(zhong)得到應用。發酵(jiao)工(gong)業(ye)中(zhong)使(shi)用的生物(wu)反應(ying)器，實際(ji)上是發酵(jiao)罐。另(ling)壹種(zhong)是以(yi)固(gu)定(ding)化酶或(huo)固定(ding)化細(xi)胞為(wei)催化(hua)劑的酶反應(ying)器。

　　生物(wu)反應(ying)器與壹般(ban)化(hua)學(xue)過(guo)程的(de)反應(ying)器相比(bi)，其(qi)基(ji)本原理(li)和(he)結構(gou)應(ying)是相(xiang)近的(de)，但(dan)有如下(xia)特(te)點：①在(zai)常(chang)溫(wen)常(chang)壓(ya)下操作(zuo)，但(dan)要求(qiu)能(neng)耐受蒸(zheng)汽滅(mie)菌(jun)，制作(zuo)嚴(yan)密(mi)無隙以防染菌(jun)，且(qie)用對微生物(wu)或(huo)酶無毒害的(de)材(cai)質制作(zuo)；②當(dang)用微生物(wu)為催化(hua)劑時(shi)，催化(hua)劑本身(shen)是在(zai)發酵(jiao)罐中(zhong)產生的(de)(開始時(shi)需接(jie)入菌種(zhong))，為(wei)防止(zhi)雜(za)菌(jun)汙(wu)染和(he)活(huo)性(xing)衰(shuai)退，壹般(ban)采(cai)用分批(pi)釜式反應(ying)器；③酶常因(yin)底(di)物(wu)(即酶的作(zuo)用物(wu))的濃度過(guo)高發生抑制作(zuo)用，微生物(wu)細(xi)胞因(yin)胞(bao)內外滲透(tou)壓平衡(heng)問(wen)題(ti)，要求(qiu)底(di)物(wu)濃度也不(bu)能(neng)太(tai)高(gao)，因(yin)而反應(ying)器體(ti)積相(xiang)當龐大；④在(zai)發酵(jiao)過程中(zhong)，生化(hua)反應(ying)機理(li)和(he)途徑相當(dang)復雜，有的尚(shang)不清(qing)楚(chu)，很(hen)難(nan)進行(xing)化學(xue)計量學的(de)計算(suan)及(ji)反應(ying)動力學的(de)研究，加(jia)上反應(ying)時(shi)常(chang)是氣(qi)、液、固三相(xiang)並(bing)存，有的反應(ying)液粘(zhan)度很(hen)大，流變學性(xing)質(zhi)復雜，對反應(ying)器中物(wu)料(liao)的混(hun)合和(he)傳遞帶(dai)來不利，使(shi)采用化學反應(ying)工(gong)程的(de)原理(li)和(he)方法(fa)解(jie)決生物(wu)反應(ying)器的設(she)計放大(da)問(wen)題存在(zai)較(jiao)大(da)困(kun)難(nan)。