机械搅拌式生物反应器的应用

    机械搅拌式生物反应器的优点是在操作上有较大的适应能力，气体分散良好，特别适用于放热量大和需要较高气含率的生物反应，是生物反应过程中应用最多的一类反应器。目前世界上约95％的生物产品如酶制剂、抗生素、氨基酸等都是用机械搅拌式生物反应器生产的。
    (1)酶制剂：早期的酶制剂都是从动物、植物中提取的，但是动、植物资源受到各种条件的限制，不易扩大生产。微生物具有生长迅速、种类繁多的特点，再加上几乎所有的动、植物酶都可以由微生物得到，且微生物易变异，通过菌种改良可以进一步提高酶的产量，改善酶的生产和酶的性质，因此目前工业酶制剂几乎都是用微生物发酵进行大规模制造的。微生物发酵生产酶的方法，一般有固态法和深层液体发酵法两种。在机械搅拌式生物反应器中进行微生物深层液体培养，是目前酶制剂生产中最广泛应用的方法，此种方法机械化程度高，发酵条件易控制，因此酶的产率高、性质优良。
    (2)抗生素：抗生素是青霉素、链霉素、红霉素等一类化学物质的总称，它是生物，包括微生物、动物和植物在其生命活动过程中产生的，并能在低、微浓度下有选择性地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的有机物质。抗生素目前主要是用微生物在机械搅拌式生物反应器中发酵的方法生产的。接种量一般不小于10％，发酵周期视抗生物品种和生产工艺而定。在整个发酵过程中，需不断通无菌空气和搅拌以维持一定罐压和溶氧，在罐的夹层或蛇管中需通冷却水以维持一定罐温。此外，还要加人消泡剂以控制泡沫，必要时还要加入酸、碱以调节发酵液的pH，在有的品种发酵过程中还要加入葡萄糖、铵盐或前体以促进抗生素的生产。
    (3)氨基酸：氨基酸是构成蛋白质的主要成分，主要应用在食品工业、饲料工业、医药工业、化学工业等。目前世界上可用发酵法生产的氨基酸已有20多种(包括酶法生产的氨基酸)，其中用微生物在机械搅拌式生物反应器中进行发酵是主要方法。目前已经生产的二十几种氨基酸中，产量******的是谷氨酸，约占总产量的75％，其次为赖氨酸，约占产量的10％，其他约占15％。从消费构成来看，食品行业的用量约占66％，饲料占30％，其他4％。日本在氨基酸的产量和技术上都居************地位，其氨基酸产量占世界总产量的32％，生产的品种达26个，其中18种几乎为日本所独有，占领了世界特殊用途氨基酸的全部市场。
    机械搅拌式生物反应器的不足之处是内部结构复杂，不易清洗，动力消耗较大，特别是
在丝状菌的培养中，搅拌桨的剪切应力会使菌体受到损伤。为了克服机械搅拌式生物反应器
的不足，以气升式生物反应器为代表的非机械搅拌式生物反应器的开发与应用得到了迅速的发展。