生化工程_堵国成_第六章传递过程.pdf

《生化工程》 Biochemical Engineering 第六章 传递过程 第六章 传递过程 Stagnant Stagnant Biochemical region region Cell reaction Gas aggregation bubble Cells Bulk fluid Cell Gas-liquid Liquid-aggregate membrane interface interface 氧是细胞的成分之一 氧是细胞的成分之一 • 氧是许多细胞呼吸链电子传递系统未端的电子受体，最 后与氢离子结合成水，在呼吸链的电子传递过程中，释放 出大量能量，供细胞的维持、生长和合成反应使用。 例, 酵母绝对需氧量约为 6g O /L·h. 2 氧是一种难溶气体 氧是一种难溶气体 1atm,室温下(25℃)空气中的氧在水溶液中的溶解度约为 0.26 mmol/L=8.32 mg/L. 培养基中含有大量有机物和无机盐，因而氧在培养基中的溶 解度就更低。 因此，仅仅依靠氧气的自然溶解过程是远远不能满足微生物生 长的需要的。需要强制供氧。 由于氧的溶解度很小，自然溶解的速率也较慢，因此需要不断 地往发酵液中通入氧气，以保证发酵液中菌体的生长需要。 影响传递的因素 影响传递的因素 • 流动模型 • 粘度 • 浓度 • 颗粒尺寸 • 密度 本章学习思路 本章学习思路 1. 物质传递理论和微生物呼吸 引出 k L a ，并介绍通风和搅拌的意义 2. k L a的计算 机械搅拌罐Pg的计算 3. k L a 的调节 4. 计算举例 5. 小节 §6.1 氧传递过程 §6.1 氧传递过程 滞流区 滞流区 生化反应 细胞团 气泡 细胞 液相主体 细胞膜 气-液界面 液-细胞团界面 细胞培养体系中气-液传质过程 氧从气相主体扩散到气-液界面 通过气-液界面 通过在气泡外侧的滞流区扩散到达液相主体 从液