Введение
1. Литературный обзор 9
1.1. Процесс культивирования микроорганизмов 9
1.2. Микробиологическое производство белка а2-интерферона 14
1.2.1. Пути развития и современное состояние производства 14
1.2.2. Фармакологические свойства 17
1.3. Моделирование кинетики процессов периодической ферментации, протекающих в биохимических реакторах 23
1.4. Массообмен в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией 29
1.5. Масштабирование биохимических реакторов 35
1.6. CFD-моделирование гидродинамики биохимических реакторов 40
Постановка задачи 48
2. Экспериментальные исследования 49
2.1. Материалы и методы 52,
2.1.1. Характеристика микроорганизмов 52
2.1.2. Аналитические методы измерения параметров культивирования 53
2.1.3. Эксперименты в колбах 55
2.1.4. Культивирование в лабораторном ферментёре Electrolux объёмом 15 литров 56
2.1.5. Исследование потребления компонентов питательной среды. 60
2.2. Результаты и их обсуждение 63
2.2.1 Эксперименты в колбах 64
2.2.2. Культивирование в лабораторном ферментёре Electrolux объёмом 15 литров 68
2.2.3. Результаты аминокислотного анализа питательной среды 73
3. Анализ экспериментальных данных методами статистики и методика масштабирования 80
3.1. Методика масштабного перехода и моделирования 80
3.2. Статистическая обработка полученных результатов 82
3.2.1. Расчет коэффициентов уравнения регрессии 84
3.2.2. Дисперсия воспроизводимости процесса 85
3.2.3. Определение значимости коэффициентов регрессии 86
3.2.4. Проверка адекватности математической модели 88
3.2.5. Поверхность отклика 88
3.3. Определение дыхательного коэффициента (RQ) с помощью газового масс-спектрометра ProLine 2000(E) 89
3.4. Расчёт коэффициента массопередачи (kLa) 96
3.5. Оценка оптимальных условий проведения процесса культивирования в 70 и 300 литровом биохимических реакторах 98
3.6. Масштабирование с использованием коэффициента массопередачи по кислороду 103
3.7. Культивирование в аппарате объёмом 70 литров Ю5
4. Математическое моделирование процессов гидродинамики в биохимическом реакторе и создание кинетической модели процесса ИЗ
4.1. Моделирование гидродинамики процесса ИЗ
4.1.1. Моделирование гидродинамики исследуемых биохимических реакторов с использованием программного пакета Fluent 113
4.1.2. Результаты расчёта уравнений модели 124
4.2. Разработка математической модели процесса культивирования... 126
Выводы по работе 135
Библиографический список
