文档介绍：21 21世纪高等院校世纪高等院校——生物工程类生物工程类生物反应工程生物反应工程 Bioreation Bioreation Engineering Engineering 李敬李敬第一章第一章绪论绪论生物反应工程的研究目的生物反应工程的研究目的生物反应工程的发展过程生物反应工程的发展过程生物反应工程的主要内容生物反应工程的主要内容生物反应工程的研究方法生物反应工程的研究方法思考题思考题 FERMENTATION 生物催化剂- enzyme - microbioass - animal and plant cell DOWNSTREAM PROCESSES - product extraction, purification & assay - waste treatment by product recovery 生物技术产品生产过程原材料 : 以生物反应动力学为基础,研究生以生物反应动力学为基础,研究生物反应器的设计、放大和生物反应过物反应器的设计、放大和生物反应过程的优化操作和控制的学科。程的优化操作和控制的学科。 2 2反应工程的用途、作用反应工程的用途、作用反应动力学反应动力学反应模式反应模式速率方程速率方程活化能活化能反应器的设计与分析反应器的设计与分析各因素( 各因素( T, P, c T, P, c ) )的变化规律的变化规律最佳工况最佳工况研究目的: 提供适宜的动力学方程,以描述微生物(酶、动植物等)反应体系,确定这些方程在设计方面的用途,规划实验室的实验,决定动力学方程所需的速率常数。一、诞生时期( 一、诞生时期( 20 20世纪世纪 40 40年代) 年代) 1947 1947 年美国的年美国的 Merch Merch 制药厂因在建立抗制药厂因在建立抗生素工业中由于解决了高效通气搅拌技术、生素工业中由于解决了高效通气搅拌技术、无菌空气过滤技术、大型反应器灭菌等一无菌空气过滤技术、大型反应器灭菌等一系列工程技术问题,使以青霉素为代表的系列工程技术问题,使以青霉素为代表的微生物发酵工业进入一个新的发展阶段, 微生物发酵工业进入一个新的发展阶段, 而被授予而被授予““生化工程专题研究生化工程专题研究””成果奖, 成果奖, 一门一门反映生物和化学工程交叉的学科反映生物和化学工程交叉的学科————生物生物化学工程诞生,并取得了快速的发展。化学工程诞生,并取得了快速的发展。、发展时期( 二、发展时期( 20 20世纪世纪 50 50年代以后) 年代以后) 1964 1964 年, 年, Aiba Aiba 等认为放大是生化工程的等认为放大是生化工程的焦点,与微生物代谢反应紧密相连, 焦点,与微生物代谢反应紧密相连, 1973 1973 年,进一步指出,在大规模研究方面,应年,进一步指出,在大规模研究方面,应当进一步开展对微生物反应本质的研究。当进一步开展对微生物反应本质的研究。 1971 1971 年,英国的年,英国的 Atkinson Atkinson 首先采用了生首先采用了生物反应工程这一术语, 物反应工程这一术语, 1974 1974 年,在他编著的年,在他编著的《《生物反应器生物反应器》》一书中指出,生物反应工一书中指出,生物反应工程的目的是描述微生物体系反应动力学的程的目的是描述微生物体系反应动力学的合适表达式,并能够通过实验求出其常数。合适表达式,并能够通过实验求出其常数。 1979 1979 年,日本年,日本山根恒夫山根恒夫《《生物反应工生物反应工程程》》,生物反应工程是一门以速率为基,生物反应工程是一门以速率为基础,研究酶反应、微生物反应及废水处理础,研究酶反应、微生物反应及废水处理过程的合理设计、操作和控制的工程学。过程的合理设计、操作和控制的工程学。 1985 1985 年,德国学者年,德国学者卡尔卡尔. .许格尔许格尔提出生提出生物反应工程的研究应当包括两个方面,一物反应工程的研究应当包括两个方面,一是宏观动力学,它涉及生物、化学、物理是宏观动力学,它涉及生物、化学、物理之间的相互关系;二是生物反应器工程, 之间的相互关系;二是生物反应器工程, 它主要涉及不同的反应器对生物化学和物它主要涉及不同的反应器对生物化学和物理过程的影