高效、节能的大型发酵装置的应用是降低生产成本的关键

高效、节能的大型发酵装置的应用是降低生产成本的关键

我国每年采用大量的摇瓶或不同规模的生物反应器进行生物技术产品的研究或生产，每年有相当数量的生物技术工程项目实施。但是，我国生物技术产品的核心生产装置——生物反应器的制造水平令人担忧：目前，生物反应器生产企业大都从事中低档产品生产，以仿制为主，着重于以降低生产成本为目的的零部件替换研究。由于这些企业缺乏生物技术研究实力，以及工艺、工程、装备一体化的研究体系，因而不能随着生物技术的迅猛发展，开展生物反应器的同步开发。

发酵罐结构与制造技术（如罐体材料、焊接、抛光、夹套结构与制造、搅拌装置制造技术等）应先进，以为今后的发酵过程优化与放大设计提供重要的工程设计数据。在中试系统中，一个重要的设计环节是生物反应器群控技术的过程控制与数据处理。这不是通常意义的下位计算机所能实现的。因此，如何根据不同情况选用计算机系统就成为一个重要问题。近年来，随着计算机技术的发展，在生物反应器系统中可以选用单片计算机、PLC、工业控制计算机、现场总线计算机控制系统和DCS系统等。其中，现场总线系统与大容量计算机相结合可以很好地适应发酵中试系统的控制与数据处理要求。此外，还可以将智能嵌入式计算机系统的智能模块技术、高性能网络通信技术、信息处理技术、综合自动化控制技术与生物反应控制系统有机结合，使每个罐被一个现场总线模块独立控制，各个罐相互独立，用分散的虚拟控制站取代集中的控制站，以增加系统的可靠性。同时，多个罐的控制回路可用以太网连到一个IPC组成的操作站，组成小型的局域网，并采用常规控制系统软件包对所有发酵罐进行控制，达到高安全性和连续操作。同时，以上位计算机作为数据通讯的集中显示系统，使系统具有贮存量大、数据处理方便和人机界面直观的特点。

“大型化”趋势形成放大技术需跟上几十年,随着发酵工业的快速发展，发酵工程设备趋向大型、高效和自动化。传统生物技术产品，如一些氨基酸、抗生素及发酵轻化工产品的发酵设备都在几十升到几百立方米以上。一些原来采用小规模发酵罐的老厂搬迁至新厂区，发酵罐的规模也普遍放大。另外，近年来随着基因工程酶生产技术的发展，如基因工程植酸酶的研究成功，又由于饲料添加剂的需求量大，研制用于基因工程产品高密度高表达的大型生物反应器已势在必行。高效、节能的大型发酵装置的应用也是降低生产成本的关键。