酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備課件

1、酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備第六章第六章 生物反應(yīng)器生物反應(yīng)器 生物反應(yīng)器概述生物反應(yīng)器概述 生物反應(yīng)器生物反應(yīng)器 微生物反應(yīng)器微生物反應(yīng)器 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器 生物反應(yīng)器的發(fā)酵參數(shù)檢測(cè)與控制生物反應(yīng)器的發(fā)酵參數(shù)檢測(cè)與控制酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備一、生物反應(yīng)器概述1 1、定義：、定義：2 2、作用：為細(xì)胞代謝提供一個(gè)適宜的物理及化、作用：為細(xì)胞代謝提供一個(gè)適宜的物理及化學(xué)環(huán)境，使細(xì)胞能更快更好地生長(zhǎng)，并得到更學(xué)環(huán)境，使細(xì)胞能更快更好地生長(zhǎng)，并得到更多需要的生物量或代謝產(chǎn)物。多需要的生物量或代謝產(chǎn)物。 細(xì)胞或酶等生物催化劑細(xì)胞或酶等生物催化劑（游離或固定化游離或固定

2、化）生生 物物 反反 應(yīng)應(yīng) 器器空氣空氣CO2等等冷卻水冷卻水原材料原材料培養(yǎng)基培養(yǎng)基滅菌滅菌底物底物產(chǎn)物產(chǎn)物廢物廢物除菌除菌檢測(cè)和控制檢測(cè)和控制產(chǎn)物預(yù)處理產(chǎn)物預(yù)處理產(chǎn)品提取或液化產(chǎn)品提取或液化副產(chǎn)物副產(chǎn)物酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備3 3、一個(gè)優(yōu)良的生物反應(yīng)器應(yīng)具備：、一個(gè)優(yōu)良的生物反應(yīng)器應(yīng)具備： 嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)；嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)； 良好的液體混合性能；良好的液體混合性能； 高的傳質(zhì)和傳熱速率；高的傳質(zhì)和傳熱速率； 靈敏的檢測(cè)和控制儀表靈敏的檢測(cè)和控制儀表酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備4 4、分類：、分類： 按能量的輸入方式分：機(jī)械攪拌式、氣升按能量的輸入方式分：機(jī)械攪拌式、氣升式、液體循環(huán)式式

3、、液體循環(huán)式 按反應(yīng)器的操作方式分：間歇式、半間歇按反應(yīng)器的操作方式分：間歇式、半間歇式、連續(xù)式式、連續(xù)式 按反應(yīng)器結(jié)構(gòu)特征分：釜式、管式、塔式按反應(yīng)器結(jié)構(gòu)特征分：釜式、管式、塔式等等酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備二、微生物反應(yīng)器（發(fā)酵罐）厭氧生物反應(yīng)器（嫌氣發(fā)酵罐）：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單好氧生物反應(yīng)器（通氣發(fā)酵罐）：設(shè)備的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備（一）嫌氣發(fā)酵罐（一）嫌氣發(fā)酵罐酒精發(fā)酵罐：酒精發(fā)酵罐： 密閉式密閉式 筒體：筒體：圓柱形，底蓋和圓柱形，底蓋和頂蓋均為碟形或錐形頂蓋均為碟形或錐形 罐頂：人孔、視鏡及二罐頂：人孔、視鏡及二氧化碳回收管、進(jìn)料管、氧化碳回收管、進(jìn)料管、接種

4、管、壓力表和測(cè)量接種管、壓力表和測(cè)量?jī)x表接口管等。儀表接口管等。 罐底：排料口和排污口罐底：排料口和排污口 罐身：取樣口、溫度計(jì)罐身：取樣口、溫度計(jì)接口接口酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備發(fā)酵的冷卻裝置：發(fā)酵的冷卻裝置： 中小型發(fā)酵罐：罐頂噴水淋于罐外壁表面進(jìn)行中小型發(fā)酵罐：罐頂噴水淋于罐外壁表面進(jìn)行膜狀冷卻；膜狀冷卻； 大型發(fā)酵罐：罐內(nèi)裝有冷卻蛇管或罐內(nèi)蛇管和大型發(fā)酵罐：罐內(nèi)裝有冷卻蛇管或罐內(nèi)蛇管和罐外壁噴灑聯(lián)合冷卻裝置罐外壁噴灑聯(lián)合冷卻裝置 罐體底部沿罐體四周裝有集水槽罐體底部沿罐體四周裝有集水槽酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備酒精發(fā)酵罐的洗滌：酒精發(fā)酵罐的洗滌： 水力噴射裝置：水力噴射裝

5、置： 兩頭裝有噴嘴的噴水管；兩頭裝有噴嘴的噴水管； 兩頭有一定的弧度；管兩頭有一定的弧度；管 上均勻地鉆有一定數(shù)量上均勻地鉆有一定數(shù)量 的小孔；水平安裝的小孔；水平安裝 它是借噴水管兩頭噴嘴它是借噴水管兩頭噴嘴 以一定噴出速度而形以一定噴出速度而形 成的反作用力，使噴成的反作用力，使噴 水管自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。水管自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備（二）通氣發(fā)酵罐（二）通氣發(fā)酵罐1 1、分類、分類 按能量的輸入方式分：按能量的輸入方式分： 機(jī)械攪拌式、氣升式、循環(huán)泵發(fā)酵罐機(jī)械攪拌式、氣升式、循環(huán)泵發(fā)酵罐2 2、通用發(fā)酵罐、通用發(fā)酵罐（屬機(jī)械攪拌式最常用的一種）（屬

6、機(jī)械攪拌式最常用的一種）（1 1）發(fā)酵罐體的尺寸比例）發(fā)酵罐體的尺寸比例 P34P34（2 2）發(fā)酵罐裝液量）發(fā)酵罐裝液量 一般裝液高度為圓柱部分高度的一般裝液高度為圓柱部分高度的70%70%，泡沫，泡沫少時(shí)取少時(shí)取90%90%，多時(shí)取，多時(shí)取60%60%酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備（3 3）發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)）發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu) 罐體：罐體： 材料為炭鋼或不銹鋼，且應(yīng)有一定的承壓材料為炭鋼或不銹鋼，且應(yīng)有一定的承壓能力能力 罐頂上的接管有：進(jìn)料管、補(bǔ)料管、排氣罐頂上的接管有：進(jìn)料管、補(bǔ)料管、排氣管、接種管和壓力表接管。管、接種管和壓力表接管。 罐身上的接管有：冷卻水進(jìn)出管、進(jìn)空氣罐身上的接管有：冷卻

7、水進(jìn)出管、進(jìn)空氣管、溫度計(jì)管和測(cè)控儀表接口。管、溫度計(jì)管和測(cè)控儀表接口。 攪拌裝置攪拌裝置 a a、攪拌的作用：、攪拌的作用： 使罐內(nèi)液體混合均勻使罐內(nèi)液體混合均勻 打碎氣泡，使氧氣均勻溶解打碎氣泡，使氧氣均勻溶解酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備b b、攪拌器形式、攪拌器形式 P37P37 渦輪式：渦輪式：徑向流型（液體軸向流入，徑向流出）徑向流型（液體軸向流入，徑向流出） 特點(diǎn)：攪拌器葉片與旋轉(zhuǎn)平面夾角等于特點(diǎn)：攪拌器葉片與旋轉(zhuǎn)平面夾角等于9090 常用：平葉式、彎葉式、箭葉式常用：平葉式、彎葉式、箭葉式 旋漿式：旋漿式：軸向流型（液體軸向流型（液體 軸向流入，軸向流出）軸向流入，軸向流出）

8、 特點(diǎn)：攪拌器葉片與旋特點(diǎn)：攪拌器葉片與旋 轉(zhuǎn)平面夾角小于轉(zhuǎn)平面夾角小于9090酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備 渦輪式攪拌器：渦輪式攪拌器： 剪切力較大，氣泡分散效果好；剪切力較大，氣泡分散效果好； 適用物料粘度范圍廣適用物料粘度范圍廣 圓盤作用：避免氣泡沿軸上升圓盤作用：避免氣泡沿軸上升 旋槳式攪拌器：旋槳式攪拌器： 剪切力不大，液體混合效果好，剪切力不大，液體混合效果好， 氣泡分散不好；氣泡分散不好； 常用于低粘度流體常用于低粘度流體 酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備 錨式和框式攪拌器錨式和框式攪拌器: : 攪動(dòng)范圍很大，轉(zhuǎn)速更低；攪動(dòng)范圍很大，轉(zhuǎn)速更低；適用于較高粘適用于較高粘度液體的

9、攪拌，也常用來防止器壁產(chǎn)生沉積現(xiàn)度液體的攪拌，也常用來防止器壁產(chǎn)生沉積現(xiàn)象象酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備擋板擋板 作用：改變液體流動(dòng)方向，防止攪拌過程中漩作用：改變液體流動(dòng)方向，防止攪拌過程中漩渦的產(chǎn)生渦的產(chǎn)生通氣裝置通氣裝置 單孔管：管口正對(duì)罐底中央，與罐底的距離約單孔管：管口正對(duì)罐底中央，與罐底的距離約40-50mm40-50mm；罐底中央裝保護(hù)板；罐底中央裝保護(hù)板 多孔環(huán)形管：噴孔向下；環(huán)徑為攪拌器直徑的多孔環(huán)形管：噴孔向下；環(huán)徑為攪拌器直徑的0.80.8倍較有效倍較有效傳熱裝置：內(nèi)蛇管，外盤管，夾套傳熱裝置：內(nèi)蛇管，外盤管，夾套機(jī)械消沫裝置機(jī)械消沫裝置 P42P42軸封：運(yùn)動(dòng)部件和

10、靜止部件之間的密封稱軸封軸封：運(yùn)動(dòng)部件和靜止部件之間的密封稱軸封 作用是防止染菌和泄漏作用是防止染菌和泄漏酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備（4 4）發(fā)酵罐的基本條件）發(fā)酵罐的基本條件 發(fā)酵罐應(yīng)具適宜高徑比（一般發(fā)酵罐應(yīng)具適宜高徑比（一般1.71.74 4倍）倍） 發(fā)酵罐能承受一定壓力：發(fā)酵罐能承受一定壓力： 發(fā)酵罐攪拌通風(fēng)裝置能使氣液充分混合發(fā)酵罐攪拌通風(fēng)裝置能使氣液充分混合 發(fā)酵罐應(yīng)具足夠冷卻面積發(fā)酵罐應(yīng)具足夠冷卻面積 攪拌器軸封應(yīng)嚴(yán)密，盡量減少泄漏攪拌器軸封應(yīng)嚴(yán)密，盡量減少泄漏 發(fā)酵罐應(yīng)盡量減少死角，避免藏垢積發(fā)酵罐應(yīng)盡量減少死角，避免藏垢積污，滅菌徹底污，滅菌徹底酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液

11、分離設(shè)備3 3、常用幾種其它發(fā)酵罐、常用幾種其它發(fā)酵罐（1 1）氣升式發(fā)酵罐（）氣升式發(fā)酵罐（P45P45） 分為內(nèi)循環(huán)及外循環(huán)兩種。分為內(nèi)循環(huán)及外循環(huán)兩種。 （內(nèi)循環(huán)）工作原理：（內(nèi)循環(huán)）工作原理： 在罐內(nèi)裝設(shè)上升管，上升管兩端與罐底及在罐內(nèi)裝設(shè)上升管，上升管兩端與罐底及罐上部相連接，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。在上升管罐上部相連接，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。在上升管的下部裝設(shè)空氣噴咀，空氣自噴咀噴出后，與的下部裝設(shè)空氣噴咀，空氣自噴咀噴出后，與上升管的發(fā)酵液密切接觸。由于上升管內(nèi)的發(fā)上升管的發(fā)酵液密切接觸。由于上升管內(nèi)的發(fā)酵液輕，加上壓縮空氣的噴流動(dòng)能，使上升管酵液輕，加上壓縮空氣的噴流動(dòng)能，使上升管的液體

12、上升，罐內(nèi)液體下降而進(jìn)入上升管，形的液體上升，罐內(nèi)液體下降而進(jìn)入上升管，形成反復(fù)的循環(huán)，供給發(fā)酵液所耗的溶解氣量，成反復(fù)的循環(huán)，供給發(fā)酵液所耗的溶解氣量，使發(fā)酵正常進(jìn)行。使發(fā)酵正常進(jìn)行。 酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備（2 2）高位塔式發(fā)酵罐）高位塔式發(fā)酵罐 （P46P46） 特點(diǎn)：高：徑特點(diǎn)：高：徑=6=6左右；空氣利用率高左右；空氣利用率高 工作原理：工作原理：（3 3）伍式發(fā)酵罐（）伍式發(fā)酵罐（P33P33） 主要部件是套筒、攪拌器主要部件是套筒、攪拌器酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備 工作原理：工作原理： 攪拌時(shí)液體沿著套筒外向上升至液攪拌時(shí)液體沿著套筒外向上升至液面，然后由套筒內(nèi)返

13、回罐底，攪拌器是面，然后由套筒內(nèi)返回罐底，攪拌器是用六根彎曲的空氣管子焊于圓盤上，兼用六根彎曲的空氣管子焊于圓盤上，兼作空氣分配器?？諝庥煽招妮S導(dǎo)入，經(jīng)作空氣分配器?？諝庥煽招妮S導(dǎo)入，經(jīng)過攪拌器的空心管吹出，與被攪拌器甩過攪拌器的空心管吹出，與被攪拌器甩出的液體相混合，發(fā)酵液在套筒外側(cè)上出的液體相混合，發(fā)酵液在套筒外側(cè)上升，由套筒內(nèi)部下降，形成循環(huán)。升，由套筒內(nèi)部下降，形成循環(huán)。酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備（4 4）機(jī)械攪拌自吸式發(fā)酵罐（）機(jī)械攪拌自吸式發(fā)酵罐（P44P44） 不需要空氣壓縮機(jī)，而在攪拌過程中自吸入空不需要空氣壓縮機(jī)，而在攪拌過程中自吸入空氣的發(fā)酵罐。氣的發(fā)酵罐。 關(guān)鍵部件

14、：中空的葉輪為攪拌器關(guān)鍵部件：中空的葉輪為攪拌器 工作原理：葉輪啟動(dòng)前，先用液體將之浸沒，葉輪啟動(dòng)前，先用液體將之浸沒，啟動(dòng)后由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)，液體或空氣在離心啟動(dòng)后由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)，液體或空氣在離心力作用下，被甩向葉輪外緣，在葉輪中心處形力作用下，被甩向葉輪外緣，在葉輪中心處形成負(fù)壓，轉(zhuǎn)速愈大，所成負(fù)壓也愈大，由于葉成負(fù)壓，轉(zhuǎn)速愈大，所成負(fù)壓也愈大，由于葉輪空腔與導(dǎo)氣管相連通，因此空氣被不斷吸入輪空腔與導(dǎo)氣管相連通，因此空氣被不斷吸入并與高速流動(dòng)的液體相接觸，形成細(xì)小的氣泡并與高速流動(dòng)的液體相接觸，形成細(xì)小的氣泡后分散在液體之中后分散在液體之中酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備三、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

15、反應(yīng)器三、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器1 1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)2 2、大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方法：、大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方法： 懸浮培養(yǎng)：讓細(xì)胞懸浮于培養(yǎng)基內(nèi)生長(zhǎng)繁殖；懸浮培養(yǎng)：讓細(xì)胞懸浮于培養(yǎng)基內(nèi)生長(zhǎng)繁殖； 貼壁培養(yǎng)：讓細(xì)胞貼附于某種基質(zhì)上生長(zhǎng)繁殖貼壁培養(yǎng)：讓細(xì)胞貼附于某種基質(zhì)上生長(zhǎng)繁殖 的培養(yǎng)方法；的培養(yǎng)方法； 貼壁貼壁- -懸浮培養(yǎng)：微載體培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)：微載體培養(yǎng)酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備3 3、常用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器、常用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器 （1 1）、氣升式細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器）、氣升式細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器 氣體混合物從底部的噴射管進(jìn)入反應(yīng)器的氣體混合物從底部的噴射管

16、進(jìn)入反應(yīng)器的中央導(dǎo)流管使得中央導(dǎo)流管側(cè)的液體密度低于中央導(dǎo)流管使得中央導(dǎo)流管側(cè)的液體密度低于外部區(qū)域從而形成循環(huán)。氣升式生物反應(yīng)器主外部區(qū)域從而形成循環(huán)。氣升式生物反應(yīng)器主要采用內(nèi)循環(huán)式，但也有采用外循環(huán)式。要采用內(nèi)循環(huán)式，但也有采用外循環(huán)式。 酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備（2 2）、中空纖維管生物反應(yīng)器）、中空纖維管生物反應(yīng)器 既可培養(yǎng)懸浮生長(zhǎng)的細(xì)胞，又可培養(yǎng)貼壁依賴性既可培養(yǎng)懸浮生長(zhǎng)的細(xì)胞，又可培養(yǎng)貼壁依賴性細(xì)胞細(xì)胞細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)基入口培養(yǎng)基入口培養(yǎng)基出口培養(yǎng)基出口空氣與空氣與CO2出口出口空氣與空氣與CO2入口入口酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備（3 3）微載體懸浮培養(yǎng)反應(yīng)器）微載體懸

17、浮培養(yǎng)反應(yīng)器 以微珠為載體，讓貼壁依賴型細(xì)胞生長(zhǎng)于以微珠為載體，讓貼壁依賴型細(xì)胞生長(zhǎng)于微珠表面，同時(shí)通過持續(xù)攪動(dòng)使微珠懸浮于培微珠表面，同時(shí)通過持續(xù)攪動(dòng)使微珠懸浮于培養(yǎng)基中，將貼壁培養(yǎng)與懸浮培養(yǎng)結(jié)合起來養(yǎng)基中，將貼壁培養(yǎng)與懸浮培養(yǎng)結(jié)合起來 優(yōu)點(diǎn)：比表面積大，單位體積培養(yǎng)液的細(xì)胞產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)：比表面積大，單位體積培養(yǎng)液的細(xì)胞產(chǎn) 率高；將貼壁培養(yǎng)和懸浮培養(yǎng)結(jié)合起率高；將貼壁培養(yǎng)和懸浮培養(yǎng)結(jié)合起 來，培養(yǎng)基利用率高來，培養(yǎng)基利用率高 缺點(diǎn)：攪拌時(shí)細(xì)胞易損傷，缺點(diǎn)：攪拌時(shí)細(xì)胞易損傷， 不適合懸浮培養(yǎng)細(xì)胞不適合懸浮培養(yǎng)細(xì)胞 酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備四、生物加工過程的參數(shù)四、生物加工過程的參數(shù)設(shè)定參數(shù)：

18、設(shè)定參數(shù)： 壓強(qiáng)、溫度、通氣量、液位（或裝液量）、壓強(qiáng)、溫度、通氣量、液位（或裝液量）、攪拌轉(zhuǎn)速與攪拌功率、泡沫高度、培養(yǎng)基流加攪拌轉(zhuǎn)速與攪拌功率、泡沫高度、培養(yǎng)基流加速度、冷卻介質(zhì)流量與速度、培養(yǎng)基質(zhì)濃度和速度、冷卻介質(zhì)流量與速度、培養(yǎng)基質(zhì)濃度和產(chǎn)物濃度產(chǎn)物濃度狀態(tài)參數(shù)：狀態(tài)參數(shù)： 黏度、黏度、pHpH、溶氧濃度、發(fā)酵液中溶解、溶氧濃度、發(fā)酵液中溶解COCO2 2濃度、濃度、細(xì)胞濃度及酶活特性、菌體形態(tài)細(xì)胞濃度及酶活特性、菌體形態(tài)間接參數(shù)：間接參數(shù)： 氧利用速率、二氧化碳釋放速率、比生產(chǎn)速氧利用速率、二氧化碳釋放速率、比生產(chǎn)速率率酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備五、主要參數(shù)的檢測(cè)儀器五、主要

19、參數(shù)的檢測(cè)儀器檢測(cè)儀器分為：在線檢測(cè)和離線檢測(cè)檢測(cè)儀器分為：在線檢測(cè)和離線檢測(cè)傳感器：傳感器：將各種非電量（物理量、化學(xué)量、生將各種非電量（物理量、化學(xué)量、生物量）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于處理和傳輸?shù)牧砦锪浚┌匆欢ㄒ?guī)律轉(zhuǎn)換為便于處理和傳輸?shù)牧硪环N物理量（一般為電量）的器件，即將來自一種物理量（一般為電量）的器件，即將來自外界的各種信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。外界的各種信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。傳感器一般包括：傳感器一般包括： 1 1、敏感元件；、敏感元件；2 2、轉(zhuǎn)換元件；、轉(zhuǎn)換元件；3 3、測(cè)量電路、測(cè)量電路酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備 用于生物反應(yīng)器的傳感器應(yīng)具有以下特點(diǎn)：用于生物反應(yīng)器的傳感器應(yīng)具有以下特

20、點(diǎn)：1 1、測(cè)量準(zhǔn)確可靠分辨能力高，能長(zhǎng)時(shí)間工作，穩(wěn)定性好，、測(cè)量準(zhǔn)確可靠分辨能力高，能長(zhǎng)時(shí)間工作，穩(wěn)定性好，具有可維修性；具有可維修性；2 2、用于罐內(nèi)的傳感器必須能耐熱，經(jīng)受高溫滅菌，不能、用于罐內(nèi)的傳感器必須能耐熱，經(jīng)受高溫滅菌，不能耐熱的傳感器可在罐外用其它方法滅菌后無菌裝入；耐熱的傳感器可在罐外用其它方法滅菌后無菌裝入；3 3、材料上選用不易污染的材料，結(jié)構(gòu)上選擇無死角的形、材料上選用不易污染的材料，結(jié)構(gòu)上選擇無死角的形狀和結(jié)構(gòu)，防止被培養(yǎng)基或微生物污染或附著；狀和結(jié)構(gòu)，防止被培養(yǎng)基或微生物污染或附著；4 4、傳感器要有除被測(cè)變量外不受其他變量和周圍環(huán)境條、傳感器要有除被測(cè)變量外不受

21、其他變量和周圍環(huán)境條件變化影響的能力，如抗氣泡或泡沫干擾；件變化影響的能力，如抗氣泡或泡沫干擾；5 5、反應(yīng)器與傳感器的密封應(yīng)嚴(yán)密、反應(yīng)器與傳感器的密封應(yīng)嚴(yán)密酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備1 1溫度的測(cè)量溫度的測(cè)量 常用的溫度檢測(cè)儀表有常用的溫度檢測(cè)儀表有熱電阻檢測(cè)器、半導(dǎo)體熱敏電熱電阻檢測(cè)器、半導(dǎo)體熱敏電阻、熱電偶和玻璃溫度計(jì)等阻、熱電偶和玻璃溫度計(jì)等。其中。其中熱電阻熱電阻是中低溫區(qū)是中低溫區(qū)最常用的溫度檢測(cè)元件，熱電阻的測(cè)溫范圍為最常用的溫度檢測(cè)元件，熱電阻的測(cè)溫范圍為 -200-200850850 大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度而變化的關(guān)系可由下式大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度而變化的關(guān)系可

22、由下式表示：表示： Rt=RRt=R0 01+(t-t1+(t-t0 0) ) 式中式中:Rt:Rt，R R0 0分別為熱電阻在分別為熱電阻在tt和和t t0 0的的 電阻值電阻值 熱電阻的電阻溫度系數(shù)，熱電阻的電阻溫度系數(shù)，1/1/。 測(cè)溫電阻材料最合適的原材料是鉑（測(cè)溫電阻材料最合適的原材料是鉑（PtPt），此外還有），此外還有銅和鎳等金屬銅和鎳等金屬)(1 00ttRRt酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備2 2壓強(qiáng)的檢測(cè)壓強(qiáng)的檢測(cè) P74P74 工業(yè)上常用的為彈性壓力計(jì)，工業(yè)上常用的為彈性壓力計(jì)， 原理：壓力與彈性體的變形應(yīng)力相平衡，原理：壓力與彈性體的變形應(yīng)力相平衡，并轉(zhuǎn)換成彈性體的位移

23、并轉(zhuǎn)換成彈性體的位移 3 3液位和泡沫高度的檢測(cè)液位和泡沫高度的檢測(cè) 常用液位檢測(cè)方法：電容式液面計(jì)、壓常用液位檢測(cè)方法：電容式液面計(jì)、壓差法、稱重法差法、稱重法 泡沫高度常用電極探針測(cè)定泡沫高度常用電極探針測(cè)定酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備4 4流量測(cè)量流量測(cè)量 P75P75 （1 1）液體質(zhì)量流量計(jì)）液體質(zhì)量流量計(jì) （2 2）電磁流量計(jì)）電磁流量計(jì) （3 3）轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 5 5發(fā)酵液黏度的測(cè)量發(fā)酵液黏度的測(cè)量 常用的黏度測(cè)定儀：毛細(xì)管黏度計(jì)、回轉(zhuǎn)式黏常用的黏度測(cè)定儀：毛細(xì)管黏度計(jì)、回轉(zhuǎn)式黏度計(jì)和振動(dòng)式黏度計(jì)等度計(jì)和振動(dòng)式黏度計(jì)等 6 6攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌功率攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌功率 攪拌

24、轉(zhuǎn)速檢測(cè)的常用方法有磁感應(yīng)式、光感應(yīng)攪拌轉(zhuǎn)速檢測(cè)的常用方法有磁感應(yīng)式、光感應(yīng)式和測(cè)速發(fā)電機(jī)等三種。式和測(cè)速發(fā)電機(jī)等三種。 攪拌功率只是測(cè)定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓與電流，或攪拌功率只是測(cè)定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓與電流，或直接測(cè)定電機(jī)攪拌功率直接測(cè)定電機(jī)攪拌功率 酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備7 7pHpH值的測(cè)量值的測(cè)量 pHpH復(fù)合電極：利用玻璃電極與參比電極浸泡于復(fù)合電極：利用玻璃電極與參比電極浸泡于某一溶液時(shí)具有一定的電位某一溶液時(shí)具有一定的電位8 8溶氧濃度的檢測(cè)溶氧濃度的檢測(cè) 玻璃極譜電極：氧分子在陰極上還原產(chǎn)生電流，玻璃極譜電極：氧分子在陰極上還原產(chǎn)生電流，所產(chǎn)生的電流和被還原的氧量成正比，故測(cè)出

25、所產(chǎn)生的電流和被還原的氧量成正比，故測(cè)出此電流值就可以確定發(fā)酵液的溶氧濃度。此電流值就可以確定發(fā)酵液的溶氧濃度。9 9溶解溶解COCO2 2濃度的檢測(cè)濃度的檢測(cè) COCO2 2電極：利用對(duì)電極：利用對(duì)COCO2 2可選擇通過特性的微孔膜，可選擇通過特性的微孔膜，通過的通過的COCO2 2進(jìn)入飽和碳酸氫鈉緩沖溶液中，平衡進(jìn)入飽和碳酸氫鈉緩沖溶液中，平衡后顯示的后顯示的pHpH與溶解的與溶解的COCO2 2濃度成正比，由此原理濃度成正比，由此原理并通過變換就可測(cè)出溶解并通過變換就可測(cè)出溶解COCO2 2濃度。濃度。 酶工程設(shè)備細(xì)胞破碎與固液分離設(shè)備1010細(xì)胞濃度的測(cè)定細(xì)胞濃度的測(cè)定 全細(xì)胞濃度：全細(xì)胞濃度： 測(cè)量方法可分為濕重法、干重法、濁度法、測(cè)量方法可分為濕重法、干重法、濁度法、濕細(xì)胞體積法等。其中干重法準(zhǔn)確度最高；濕細(xì)胞體積法等。其中干重法準(zhǔn)確度最高； 常用的在線檢測(cè)全細(xì)胞濃度儀為常用的在線檢測(cè)全細(xì)胞濃度儀為流通式濁流通式濁度計(jì)度計(jì)：原理為在一定的細(xì)胞濃度范圍內(nèi)，全細(xì)：原理為在一定的細(xì)胞濃度范圍內(nèi)，全細(xì)胞濃度與光密度（胞濃度與光密度（ODOD）值成線性關(guān)系。）值成線性關(guān)系。 活細(xì)胞濃度：活細(xì)胞濃度： 利用活生物細(xì)胞催化的反應(yīng)或活細(xì)胞本