生物反应动力学模型研究进展论文

“生物反应工程”是一门结合工程知识的生物工程专业基础的课程。其理论基础为工程数学、化学反应工 程、生物反应工程、反应器分析、生化工程，着重于不同操作方法和不同影响因素下各类生物反应器的分析。全课程分为三部分，第一部分为生物反应的基本原理，论述酶动力学、细胞生长动力学及微生物培养过程中的热量衡算；第二部分为生物反应器原理，论述在反应器中进行生物反应时伴随的物理过程及其影响，反应器的流型、操作方法和稳定性，以及放大等有关反应器的基础理论；第三部分为各类生物反应器，分别论述工业和科研中常见的搅拌反应器、鼓泡反应器、气升式反应器固定床反应器和流化床反应器等，根据不同反应器的特点，对它们的结构、质量传递、热量传递、动量传递进行了简要描述和分析。本课程注重理论分析和实际应用的讨论，提供较多的参考文献。生物反应工程 是一门以生物学、化学、工程学、计算机与信息技术等多学科为基础的交叉学科，它以生物反应动力学为基础，将传递过程原理、设备工程学、过程动态学及最优化原理等化学工程学方法与生物反应过程的反应特性方面的知识相结合，进行生物反应过程分析与开发，以及生物反应器的设计、操作和控制等。生物反应工程主要研究生物反应过程中带有共性的工程技术问题。因此，其在生物工业中起着举足轻重的作用。从学科分类看，生物反应工程是工业生物技术的核心。生物反应工程的任务就是设计一个经济上合理的过程，包括培养基配制与灭菌、无菌空气的制备、菌种的扩大培养、过程设计、反应器设计与控制、产品回收与分离（包括废水处理）等。这些操作的设计基础是建立在质量传递、热量传递和生物反应动力学（即三传一反）的基础之上。生物反应过程研究的目的是提供适宜的动力学速率方程，以描述微生物（或酶、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。