重组E.coli生产类人胶原蛋白发酵调控策略与500L中试规模放大方法优化(26)

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在满足几何相似的条件下，常根据具体的过程采用不同的放大方法进行生物反应器的放大。如对于好氧发酵，常采用恒定缸口法进行放大，这是考虑到需氧发酵过程动力学速率经常受到氧传递的限制，氧传递问题是发酵过程的主要问题。而对剪切敏感的细胞，若使用机械搅拌的动物细胞反应器进行培养，最关键的问题是防止流体剪切作用对细胞的损伤，因而采取最大剪切力相同法（叶尖速度相同法）进行放大（如采用Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｃｈｒｅｓｔｏｍｙｃｅｔｉｃｕｓ的变异体生产丰加霉素的放大［Ｔａｋｅｂｅｅｔａ１．１９９４】）；由于对于一定的通气表观线速度，相同的搅拌功率消耗等同于氧传递系数相等，并且单位液体质量的功率消耗与湍流漩涡长度有关，所以保持单位液体体积的功率输入不变能够兼顾传质和流体剪切两方面的问题，因而该参数在机械搅拌发酵罐放大中较重要［Ｊｕｎｋｅｒ２００４】。通气速率和通气表观线速度是气体分散的重要指标，也是反应器流动状态和混合效果的重要参数，特别是对鼓泡反应器和气升式反应器，通气速率和表观线速度决定传质系数、液体循环和混合时间等关键参数。在有些情况下，维持发酵罐内环境的均一性非常重要，而混合时间与反应器中底物的浓度分布有关，故大型反应器与小型反应器必须保持混合时间相等（如由产气肠杆菌生产２，３－丁二醇的发酵放大［Ｂｙｕｎｅｔａｌ．１９９４】）。但是，维持相同的混合时间所需的单位体积功率输入的增加是系统总功率输入的２／３，从而限制了放大规模。实验证明，按此准则放大所需的功率远大于等体积功率放大所需的功率［戚以政夏杰２００４］。此外，在次级代谢产物培养放大中，Ｌｋ－－氧化碳释放速率仍是目前的颇为有用的方法。由于溶解二氧化碳传感器越来越可靠，基于溶解二氧化碳浓度的放大也更加可行［Ｊｕｎｋｅｒ２００４］。

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