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1． 生物细胞反应器的设计、选用及放大的原则
生物反应器是利用酶或生物体 （如微生物） 所具有的生物功能， 在体外进行生化反应的装置系统。 采用活细胞 ( 包括微生物、动植物细胞 ) 作为生物催化剂的生物反应过程称为发酵过程或细胞培养
1． 生物细胞反应器的设计、选用及放大的原则
生物反应器是利用酶或生物体 （如微生物） 所具有的生物功能， 在体外进行生化反应的装置系统。 采用活细胞 ( 包括微生物、动植物细胞 ) 作为生物催化剂的生物反应过程称为发酵过程或细胞培养过程。 利用生物工程技术进行生产的过程统称为生物反应过程 。
生物反应器的作用是为细胞代谢提供一个适宜的物理及化学环境， 使细胞能更快更好地生长， 并得到更多需要的生物量或代谢产物。 一个优良的生物反应器应具备：严密的结构；良好的液体混合性能；较高的传质、传热性能；配套而又可靠的检测和控制仪表。
生化反应与一般化学反应的不同主要在于其反应皆由生物催化剂 - 酶来催化
的。决定了酶反应必须在比较温和的条件下进行，也就是在接近中性的 pH、较低的温度及近似细胞生理条件下进行。 生物的酶系是非常复杂的， 在活细胞中它们是相互协调而处于最优化的状态， 故活细胞常被用来合成一些代谢产物如多糖及蛋白质等。由于反应的环境会随着时间的进程而改变， 就产生了一个如何控制反应过程使其最优化的问题。 对生长细胞来说， 要考虑到如何维持发酵的最佳条件，主要包括细胞营养、 代谢的调控以及反应产物的干扰。 由于酶作用对底物的高度特异性，它可以定向的产生一些用一般化学方法难以甚至无法得到的产品。
大多数生化反应都在水相中进行， 相对来说产物浓度较低， 这就产生了一个产物回收工艺及成本的问题。
生物反应器设计的主要目标是使产品的质量高、 成本低。生物反应器处于生物过程的中心， 是影响整个过程的经济效益的一个重要方面， 其中生物反应器的节能是设计的一个重要因素。
生物反应器设计应具有以下一些原则： 在培养系统的已灭菌部分与未灭菌部分之间不能直接连通； 尽量减少法兰连接， 因为设备震动和热膨胀， 会引起法兰连接外移位，从而导致污染；在可能的条件下，应采用全部焊接结构，所有焊接点必须磨光，消除蓄积耐灭菌的固体物质的场所；防止死角、裂缝等情况；某些部分应能单独灭菌； 易于维修；反应器可保持小的正压； 与发酵罐相通的任何连接都应蒸汽密封， 如采样口的阀门在不使用时， 其出口处应有流动蒸汽通过； 发酵罐应始终保持在正压以排除渗漏；几乎所有的发酵罐都由玻璃或不锈钢制成。
生物反应器的与一般化学过程的反应器相比，其基本原理和结构应是相近的，但有如下特点：①在常温常压下操作，但要求能耐受蒸汽灭菌，制作严密无隙以防染菌，且用对微生物或酶无毒害的材质制作；②当用微生物为催化剂时，催化剂本身是在发酵罐中产生的（开始时需接入菌种） ，为防止杂菌污染和活性衰退，一般采用分批釜式反应器；③酶常因底物（即酶的作用物）的浓度过高发
生抑制作用，微生物细胞因胞内外渗透压平衡问题，要求底物浓度也不能太高，
因而反应器体积相当庞大； ④在发酵过程中， 生化反应机理和途径相当复杂， 有的尚不清楚，很难进行化学计量学的计算及反应动力学的研究， 加上反应时常是