星光电脑为您整理了ABEC生物反应器,还有生物反应器的原理是什么和生物反应器的具体解释,下面一起来看生物反应器是什么吧。
生物反应器,是指利用酶或生物体(如微生物、动植物细胞)所具有的特殊功能,在体外进行生物化学反应的装置系统。
生物反应器与化学反应器不同,化学反应器从原料进入到产物生成,常常需要加压和加热,是一个高能耗过程。而生物么应器则不同,在酶和微生物的参与下,在常温和常压下就可以进行化学合成。因此,生物反应器问世之后,应受到化工部门的重视。化学工程专家认为,应该尽可能多地让化学合成过程由生物去完成。设计理想的生物反应器,就成了现代生物技术产业的一个重要任务。
设计生物反应器时要考虑两点:一是选择特异性高的酶或适宜的活细胞作为催化剂,尽可能减少副产物,提高产品产量;二是尽可能提高产物的浓度,降低成本。
生物反应器首先在发酵工业中得到应用。发酵工业中使用的生物反应器,实际上是发酵罐。另一种是以固定化酶或固定化细胞为催化剂的酶反应器。世界上最大的发酵罐高达100米,直径7米,容积为4000立方米。它远远望去,犹如一座壮观的圆形塔。
生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。
生物反应器(bioreactor)经历了三个发展阶段:细菌基因工程、细胞基因工程、转基因动物生物反应器。转基因动物生物反应器的出现之所以受到人们极大的关注,是因为它克服了前两者的缺陷,即细胞基因工程产物往往不具备生物活性,必须经过糖基化、羟基化等一系列修饰加工后才能成为有效的药物,而细胞基因工程又因为哺乳动物细胞的培养条件要求相当苛刻、成本太高而限制了规模生产。另外,转基因动物生物反应器还具有产品质量高、容易提纯的特点。
一般把目的片段在器官或组织中表达的转基因动物叫做动物生物反应器。几乎任何有生命的器官、组织或其中一部分都可以经过人为驯化为生物反应器。从生产的角度考虑,生物反应器选择的组织或器官要方便产物的获得,例如乳腺、膀胱、血液等,由此发展了动物乳腺生物反应器、动物血液生物反应器和动物膀胱生物反应器等。其中,转基因动物乳腺生物反应器的研究最为引人注目。
工程化的生物修复是指利用生物学和工程学的原理和技术,通过设计和构建人工修复系统,加速自然修复过程的进行,达到快速、高效和可控制的生态修复目的。为了加强修复速率,通常采用以下手段。
1、选择适宜的生物修复剂。生物修复剂是指能够分解、转化和降解有害物质的生物体或其代谢产物,包括微生物、植物和动物等。选择适宜的生物修复剂,能够提高修复效率和速率。
2、优化修复条件。通过调整修复系统的环境条件,如温度、湿度、pH值、氧气浓度等,能够提高生物修复剂的活性和生长速率,加快修复过程的进行。
3、利用基因工程技术。利用基因工程技术,可以通过改变生物体的基因表达或引入外源基因,增强生物修复剂的代谢和降解能力,从而提高修复速率和效率。
4、应用生物反应器技术。生物反应器是一种能够控制修复过程的容器或系统,通过控制修复剂的生长和代谢过程,能够实现更高效、更快速的生物修复过程。
生物反应器首先在发酵工业中得到应用。发酵工业中使用的生物反应器,实际上是发酵罐。另一种是以固定化酶或固定化细胞为催化剂的酶反应器。世界上最大的发酵罐高达100米,直径7米,容积为4000立方米。它远远望去,犹如一座壮观的圆形塔。
可以用于制干扰素、胰岛素、生物钢、人生长激素......
好处我也不太清楚。
生物反应器是利用生物催化剂为细胞培养(或发酵)或酶反应提供良好的反应环境的设备,通常称为发酵罐或酶反应器。用于污水生物处理的曝气池或厌气消化罐也可作为生物反应器的一类。生物反应器是生物反应过程中的关键设备,它的结构、操作方式和操作条件对生物技术产品的质量、转化率和能耗有着密切关系。
生物反应器
名称
名称:
生物反应器
主题词或关键词:
DNA
生命科学
细菌
胰岛素
内容
内容
生物反应器听起来有些陌生,基本原理却相当简单。胃就是人体内部加工食物的一个复杂生物反应器。食物在胃里经过各种酶的消化,变成我们能吸收的营养成分。生物工程上的生物反应器是在体外模拟生物体的功能,设计出来用于生产或检测各种化学品的反应装置。或者说,生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。
在固定化酶广泛应用的基础上,人们发现天然细胞本身就具有多功能的系列化反应系统采用物理或化学方法将细胞固定化,是利用酶或酶系的一条捷径。一个固定化细胞反应器犹如一台“生命活动功能推动机”。固定化细胞技术开始于70年代,其实际应用程度已超过固定化酶。如美国、欧洲、日本均采用固定化菌体柱床工艺大规模生产高果糖浆。
生物反应器
生物反应器
名称
名称: 生物反应器
主题词或关键词: DNA 生命科学 细菌 胰岛素
内容
内容
生物反应器听起来有些陌生,基本原理却相当简单。胃就是人体内部加工食物的一个复杂生物反应器。食物在胃里经过各种酶的消化,变成我们能吸收的营养成分。生物工程上的生物反应器是在体外模拟生物体的功能,设计出来用于生产或检测各种化学品的反应装置。或者说,生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。
在固定化酶广泛应用的基础上,人们发现天然细胞本身就具有多功能的系列化反应系统采用物理或化学方法将细胞固定化,是利用酶或酶系的一条捷径。一个固定化细胞反应器犹如一台“生命活动功能推动机”。固定化细胞技术开始于70年代,其实际应用程度已超过固定化酶。如美国、欧洲、日本均采用固定化菌体柱床工艺大规模生产高果糖浆。
例如
蚯蚓生物反应器
茹洪江
时尚的环保明星——蚯蚓
垃圾是城市的副产品,城市的规模越大,生产的垃圾就越多。处理过量的垃圾是各国面临的一个日益严重的社会问题。中国的这些垃圾大多被填埋处理,不仅浪费了大量资源,而且垃圾得不到完全降解,容易产生二次污染。
现在,一项新的垃圾生物处理技术在日本、美国等发达国家开始逐渐盛行,这项技术利用了我们非常熟悉的古老生物——蚯蚓。蚯蚓的消化道是一个天然的有机废弃物处理厂。通过不断地吞食消化,蚯蚓可以把垃圾变成于人类有益的东西:蚯蚓肠道中能分泌出多种生物活性成分,一些矿物质经过蚯蚓处理后会变成易被植物吸收的养料,蚓粪酸碱度适宜,具有保水、保肥性能,含有植物所需的微量元素,是绿色环保的生物肥料。在能够形成良性循环的处理垃圾的生态系统中,蚯蚓是当之无愧的主角。
在发达国家,蚯蚓处理垃圾已经进入了家庭,并成为一种时尚。随着应用蚯蚓规模的不断扩大,可以自动控制温度和湿度的蚯蚓生物反应器也问世了。
适宜中国城市生活垃圾处理的蚯蚓
国外的蚯蚓生物反应器对于垃圾分类的要求非常严格,像城市污泥,动物粪便等不同的废弃物要由不同的反应器来处理,这样的蚯蚓生物反应器技术我们不能照搬,因为我们的垃圾还没有实现分类收集,各种物质混杂,蚯蚓对此无能为力。中国农业大学的孙振军教授把研制适合中国情况的蚯蚓生物反应器作为自己的科研方向。
蚯蚓生物反应器运行的前提是有大量蚯蚓。孙振军将经过2000次杂交培育出的日本的赤子爱胜蚓与美国的加州红蚓混群养殖,分代选育,采用自然杂交,饵料诱导的方法,培育出了繁殖率又高、又适合于中国城市生活垃圾的改良型赤子爱胜蚓。
通过长期摸索,孙教授掌握了蚯蚓的生活习性。他知道,赤子爱胜蚓在26 ℃左右最活跃,在湿度70%左右时活性最好,酸碱度应偏弱酸。他通过对各种环境因子的改变来控制蚯蚓的活跃程度,并使蚯蚓在反应器中最大密度地存在——蚯蚓的密度越高,越能提高反应器的效率。
创造中国蚯蚓反应器的技术路线
蚯蚓为什么能够消化垃圾,国际上说法不一。有人说蚯蚓利用的是废弃物中的一些营养物质,有人说它采食的是废弃物中的微生物,还有人认为两者兼有。不同的认识,导致了生物反应器设计上的不同技术路线。孙教授的实验证明,蚯蚓是以真菌类和细菌类为主要食物的,能够消化废弃物是它们和某些微生物共同作用的结果——微生物把垃圾中的有机废弃物变成腐烂的蚯蚓可以吞食的物质,更重要的是,大量的微生物就包含在这些物质当中,蚯蚓主要通过吞食微生物获取营养。
这样,孙教授改变了国际上研究反应器只单纯研究蚯蚓的通行做法,把垃圾预处理与蚯蚓生物反应器组合成为一个系统。他们先对垃圾进行简单处理,把其中的玻璃、塑料、金属和橡胶挑出,剩下的有机物再进行发酵。这不仅克服了因国内垃圾不分类而不适用蚯蚓处理的难题,而且,通过发酵,垃圾内部可以产生60℃~70℃的高温,进一步调控后,正好可以提供蚯蚓进食的最佳温度,大大提高了反应器的效率。
中国第一台大型蚯蚓生物反应器
蚯蚓生物反应器在实验室已经研究成功,下一步的工作就是要把这项科研成果尽快转化为产品。
唐山的刘富礼,他的蚯蚓养殖厂年产蚯蚓3万多公斤。近年来,市场竞争激烈,刘富礼渴望高科技含量的新技术。
刘富礼找到了孙振军,双方决定合作,共同开发蚯蚓生物反应器产品。
这时,蚯蚓生物反应器的研制被唐山市列入科技攻关的重点项目,科技主管部门给予大力支持。原来,位居全国第三大奶牛县区的唐山市丰润区正在筹建奶业高科技园,他们对6万余头牛存下的大量粪便一直没有找到理想的处置办法,蚯蚓生物反应器让他们有了主张。
应用单位、生产单位和研究人员三方协作,2002年5月,长20米、宽为2.5米的大型蚯蚓生物反应器在河北唐山诞生了,它每天可处理有机废弃物6吨,同时产出生物肥料4~5吨。与国外同类产品相比,这台生物反应器结构更简单,成本更低,更适合在中国推广应用。
目前,科研人员已经研制出多种蚯蚓生物反应器,有适合于家庭使用的小型简易反应器,也有适合于社区和动物养殖厂、甚至垃圾处理场的大型生物反应器。蚯蚓生物反应器的诞生将使我国的垃圾生物处理技术达到一个新的水平。
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2023-03-28