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根据数据如何估算大型生物反应器的尺寸;
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第三部分。 毕赤酵母生产白蛋白的发酵罐设计 巴斯德毕赤酵母能够在许多不同的碳和能源上生长，其中甘油，葡萄糖和甲醇是制造过程中最常用的。 存在不同的菌株，其可以使用葡萄糖或甲醇作为底物，用于生物量生长和蛋白质生产。 另一方面，甘油主要用作生物质生长的底物，并且使用该底物不可能生产蛋白质。 以下数据用实验确定，具有两种不同的菌株： - 菌株1：葡萄糖用于生长和蛋白质生产 - 菌株2：a）甲醇用于生长和蛋白质生产; b）甘油用于生长; 当达到高细胞密度时，将底物转换为甲醇，其维持生长和蛋白质产生 菌株1预培养物是含有100mL培养基的1L摇瓶，其用1.2mL巴斯德毕赤酵母菌株1的cryostock接种，并在25℃温育约24小时。 此后，使用预培养物接种恒化器。 在3.5L台式生物反应器中以1L的工作体积进行恒化器培养。 培养温度保持恒定在25℃，用25％氨将pH控制在5.85，并通过在252Lh -1的恒定气流下控制搅拌器速度在600-1200rpm之间将溶解氧浓度保持在20％以上。 在达到批次结束后，通过泵送含有50g.L-1葡萄糖的培养基开始连续培养。 通过实验确认葡萄糖限制。 在稳态下取样并测量生物质和HSA产物的浓度（表2）。 表2.在具有限制葡萄糖的恒化器中生长的菌株1在不同稀释率下的生长和产物形成结果的概述。 菌株2a）甲醇作为底物补料分批发酵在最初含有2.5L培养基的10L发酵罐中进行。 接种种子培养物（2.5mL）后，开始连续加入甲醇并控制以维持生物反应器中恒定的甲醇浓度。 在恒定甲醇浓度为3g.L-1的典型发酵（25℃，pH 5.85）的时间过程示于下表3中。 在不同的甲醇浓度（0.24至24g.L-1）下进行相同的实验，这显示在图2a中中。还确定了比生长速率与产物形成的具体速率之间的关系，如图2b中所示。 图2. a）巴斯德毕赤酵母菌株2的比生长速率（?）和甲醇浓度之间的关系; b）巴斯德毕赤酵母菌株2的比生长速率（?）与产物形成的特定速率（qP）之间的关系。生长条件：甲醇补料分批。 在细胞悬浮液在甲醇上的指数期生长期间，停止通气并使用DO探针跟踪液体中的氧浓度。 数据总结在下表4中。 在时间t = 0s测量生物质浓度为50g.L-1。 氧在介质中的溶解度可估计为0.006kg.m-3。 b）甘油和甲醇作为底物使用甘油作为底物而不是甲醇，菌株2可以更快地生长; 然而，在甘油生长期期间不产生重组HSA。 因此，典型的巴斯德毕赤酵母菌株2培养过程遵循三阶段策略（参见Invitrogen 2002，毕赤酵母发酵过程指南）： 分批阶段，其中生物质在甘油上生长直至所有底物被消耗; - 以恒定稀释率的补料分批阶段，其中细胞密度在甘油上进一步增加至50g.L-1; - 以恒定进料速率的补料分批生产阶段，其中以甲醇作为底物生产HSA。 通常在此之前是从甘油到甲醇的适应阶段，其持续约10小时。 在适应过程中，甲醇流量逐步增加（从0到2.16,4.32和8.63克（L reactor0）-1.h-1）并且几乎没有生物量增长 使用甘油和甲醇的补料分批中巴斯德毕赤酵母菌株2的生长参数的概述可从文献中获得，并在下表5中提供。 甘油产量生物量（g g-1）（真实产量）0.61 甲醇产量生物量（g g-1）（真实产量）0.33 甘油保持率（g g-1 h-1）atmax = 0.24 h- 1 b 0.009 甲醇（g g-1 h-1）在?max= 0.07 h-1 b时的维持率0.016 批量开始甘油浓度（[甘油] 0）（g L-1）40 起始生物质浓度（[生物量] ] 0）批量（g L-1）0.1 批次时间（h）20 批次初始体积（L）10 [甘油]进料（g L-1）500 甘油进料流速（mL h-1（L reactor0） -1 18.15 甲醇进料体积流量（mL（L reactor0）-1 h -1）10.9 甲醇进料质量流量（g（L reactor0）-1 h -1）8.63 培养物平均粘度（Pa s）0.1 培养物平均密度 （kg L-1）1.2 生长和生产参数是：比生长速率（?），来自底物的生物量的观察和真实产量（YSX），来自生物质的产物的观察产量（YXP），维持（mS），底物摄取的特定速率（qS）和 产品形成（qP）。 2）比较批量和连续操作模式的使用，以确定生长参数。 3）讨论比例1（在葡萄糖上生长）和菌株2（仅在甲醇上生长）的比生长速率对HSA产生的影响。 4）在用于产生具有巴斯德毕赤酵母菌株2的重组HSA的三阶段培养中模拟以下参数，作为时间的函数。 - 生物反应器中的体积 - 生物质浓度 - 比生长速率 - 产物形成的比率 - 反应器中HSA的总质量 5）可以假设将HSA产量扩大至8m3最终培养体积具有与试验补料批次相同的动力学。 为大型生物反应器提出设计，考虑以下因素： - 估算大型生物反应器的尺寸; 发自小木虫Android客户端 |
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