发酵罐装置随着生物技术的迅猛发展日新月异

发酵罐装置随着生物技术的迅猛发展日新月异

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。

目前，美国、巴西等国家的发酵装置已达2000立方米以上。大型装置的利用也带来新的技术问题。目前国内发酵过程工业放大主要是根据经验放大，体现在使单位体积功率相等、单位体积通气比相同或选用相同的搅拌桨形式等，然而实际情况很难把握。后来又引进了化学工程的冷态试验方法，对罐内流型进行充分研究，最后根据其混和传递特点，进行大型生物反应器设计。但是，实际情况有时偏差也很大。发酵过程放大困难的原因就在于放大时不可能同时做到几何相似、流体运动学相似和流体动力学相似。在小试研究中，当某一个对生产产生影响的重要因素没有被观察到，而这个因素恰恰在放大时成为关键因子时，就会造成整个发酵过程的失败。为此，在发酵过程放大研究时，要在以代谢流分析与控制为核心的发酵实验装置上进行研究，由此可在放大的设备上得到完全相同的反映代谢流等生理数据的变化曲线。但是，以上工作还只是生理代谢参数相似的放大原则，并不足以确定大型发酵罐的几何结构和动力结构等设计参数。因此，将放大规模的状态参数转化为操作或设计参数还需要一个研究过程。