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新型生物反應器

新型液體生物反應器-膜生物反應器膜

生物反應器是將膜分離技術和生物反應技術有機結合，在生物反應器內既可控制微生物的培養(yǎng)，同時又可排除全部或部分培養(yǎng)液，用成分的新鮮培養(yǎng)基來代替，在去除培養(yǎng)液時將細胞或其他生物作用劑截留下來，實現(xiàn)了反應和分離過程的偶合。它具有傳統(tǒng)生物反應裝置不可比擬的優(yōu)點，成為近些年來生物工程域的研究熱點。

生物學中有許多反應是產(chǎn)物反饋抑制型，隨著反應過程中產(chǎn)物濃度的提高，反應受到抑制，產(chǎn)物生成速率下降。而在膜生物反應器中可以將反應過程中形成的產(chǎn)物適時移去，使產(chǎn)物濃度保持在較低水平，降低對反應速率的抑制作用，從而提高生物轉化效率。同時，由于膜生物反應器使反應和分離在同反應器中完成，簡化了操作步驟，降低了勞動量，提高了勞動效率。膜反應器可以有效地截留生物催化劑，使細胞或酶在高濃度下進行，降低了生物作用劑的用量和損耗量，節(jié)約了成本。

膜生物反應器從整體構造上來看，是由膜組件及生物反應器兩部分組成的。根據(jù)這兩部分操作單元自身的多樣性，膜生物反應器也必然有多種類型。應用于膜生物反應器的膜組件形式主要有管式、平板式、卷式、微管式以及中空纖維等膜組件形式。在分置式膜生物反應器工藝中，應用較多的是管式膜和平板式膜組件；而在體式膜生物反應器中，多采用中空纖維膜和平板式膜組件。膜組件的設計主要是考慮如何使膜抗堵塞，從而維持長久的壽命。

由過程工程研究所發(fā)明的氣相雙動態(tài)固態(tài)發(fā)酵生物反應器將待發(fā)酵的固體物料置于壓力脈動及循環(huán)流動空氣的雙動態(tài)環(huán)境中進行固態(tài)發(fā)酵。其發(fā)酵裝置包括個設有快開門的臥式圓筒形罐體，罐內設軸向放置的由4個隔板組成的截面為正方形的長方體間隔筒，隔板與罐壁的空間內設置與隔板平行放置的冷卻排管，罐內下隔板上設有軸向固定軌道，軌道上安裝可在其上滾動的活動式料盤架，料盤架上設有多層淺盤，罐體后部設置強制罐內氣體循環(huán)的離心式鼓風機。該類生物反應器可完成微生物純種培養(yǎng)，容易放大，發(fā)酵效價高，無三廢，適用生物農藥、酶制劑、農用抗生素、單細胞蛋白等發(fā)酵生產(chǎn)。