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植物細胞通常相當大(相對於微生物而言)且其細胞壁叫粗糙,培養植物細胞時細胞之形狀及大小差異很大,不像其他微生物,植物細胞懸浮培養時容易發生絮聚現像,絮聚體結構對於二次代謝物之製造會產生不良效果,如影響生物反應器攪拌使細胞分散不能均勻,且絮聚體內之微環境和外界不一致,則使反應器之操作更為困難。
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Process Format |
大體上可分成三種,即: |
批式培養(Batch culture) | 培養液由一開始進行培養後即無再從外界添加任何養分(除氣體及 pH 調節液外)。 | |||
饋料-批式培養(Fed-batch culture) | 培養時每隔一段時間添加養分於培養液內。 | |||
連續式培養 | 連續不斷之方式更換培養液,新培養液由一入口注入時,舊培養液亦於另一出口排出,務必使反應器內之培養液狀況保持一致。 |
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Bioreactor Design | ||||||||
通氣攪拌式生物反應器 | ||||||||
由於植物細胞體積大,在反應器內易受攪拌葉撞擊而解體損傷,事實上,選擇剪力較小之葉片,即使在相當高轉速下亦可忍受。反應器的設計尚須考慮混合均勻,半徑方向、轉軸方向均要求高度混合度,以下為幾種常見之攪拌葉形式。 |
各 種 形 式 攪 拌 葉
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通 氣 攪 拌 式 生 物 反 應 器 設
計 簡 圖
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氣舉式生物反應器 | ||||||||
不具機械攪拌,細胞所受之剪力較小。但因通氣速率較高,常將重要代謝氣體,如二氧化碳、乙烯等排出於反應器外,影響細胞之正常生長及代謝。氣舉式反應器其混合時間較攪拌式反應器長,因此在高濃度細胞培養時會有不良結果。 外環式(External loop)氣舉式生物反應器,其混合時間比內環式(Internal loop)氣舉式生物反應器短。 |
氣舉式(Airlift
)生物反應器設計簡圖,左為內環式(Internal
loop),右為外環式(External
loop)。
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