[其他]用于固定微生物的載體物質

無效

• 申請號: 87107298
• 申請日: 1987-11-14
• 公開（公告）號: CN87107298A
• 公開（公告）日: 1988-08-31
• 發明（設計）人: W·確施;維爾納·幾發;卡爾海因茨·洛曼;漢斯·迪羅夫
• 申請（專利權）人: 肖特玻璃制造廠
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;C02F3/34;C02F3/30;C12N11/14
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊九昌

本發明是關于一種用于在一個固定床或流化床生物反應器中固定微生物的載體物質。

本發明是一種由多孔性燒結物組成的，用于在一個固定床或流化床反應器中固定微生物和動物細胞的載體物質，其特征是這些多孔性燒結物是球狀的，并且球的密度和直徑是這樣來選擇的，即在一個給定的流化床湍流中，在球的表面上形成如此大的剪切力，使那些從球的內部生長出的和/或在表面上存在的微生物或動物細胞能被剪掉。這里所說的多孔性燒結物是由開放性多孔無機燒結材料，特別是燒結玻璃構成的，并且具有內部貫通、向外開放的微孔。在這些微孔中，微生物和動物細胞可以固定和繁殖。其中特別是開放性多孔燒結物的貫通微孔的大小是微生物及細胞尺寸的數倍，并且保證微生物和動物細胞與球的內部進行自由的液體和氣體的交換。

一種這樣的載體物質由DE-OS3410650已為人知。它使得既在需氧菌也在厭氧菌的生物技術過程中能有高的空間-時間產率（每單位體積和時間的增殖比）。

在厭氧菌體系條件下，通常要求反應器中的生物物質必須保留和濃縮。在厭氧菌體系下，生物物質可以達到的增殖速率和濃度，比在需氧菌體系下明顯地小。因此，一般說來一個固定床循環反應器是合適的。其中，微生物固定在上面的載體物質，在相當大的程度上是位置固定的，并且在載體物質旁邊流過促進物質交換的液體。因此微生物能不受干擾地繁殖。在厭氧菌過程，也可以達到比較高的空間-時間產率。這個方法的主要缺點在于液體必須是基本上沒有固體。此外，必須在一定時間后清洗生物反應器，因為不然的話，固定床很容易被微生物、反應產物或有機化合物如金屬硫化物所堵塞。最后，固定床反應器根本的缺點在于物質交換慢和沒有規律、且不均勻。

在需氧菌過程中大多存在著迅速的微生物生長，因此通常總是必須不斷地從生物反應器中去掉一部分生物物質，例如通過漂浮法，以便在生物反應器中恒定保持一個所希望的生物物質濃度。此外必須迅速傳送大量的營養物質和分解產物。因而可知，要用流化床生物反應器;用這種反應器，人們可以期待，由于載體和作為流化介質的營養液在不停地運動，微生物可得到很好的營養物質供應和在需氧過程中使用氧氣。為了廣泛地利用這種所期望的更好的供應（和撤出），較長久以來已知要用多孔性的載體物質，并由此增大單位載體的微生物量（DE3410650）。它還表明，物質交換-轉換的提高比預料的要低些，而載體物容易由于生物物質的過分增殖而粘堵，這同樣對于能達到的物質交換-轉換不利。

本發明從這個任務出發，要制造一種對固定床和流化床生物反應器特別適合的載體物質，在它上面，微生物或動物細胞能以高的容積濃度被固定，并且使生物反應器能在大大減少堵塞危險的情況下運行。

這個任務已由上述的載體物質而得以解決。

用本發明的載體物質，有可能使固定床反應器與流化床反應器的優點結合起來。在一個流化床中，不常用的球形燒結載體物使得有可能通過適當選擇燒結體的直徑和密度，將流化介質的催長作用減少到在燒結物表面和流化湍流之間有高的相對速度，并且由此既可以在高的濃度梯度下達到較快的物質交換，又可以剪切掉長出來的生物物質。其中通過球與球相互之間的接觸，有效地促進這種剪切，并且同時也完全實現了。這特別適用于當本發明的載體物質燒結物能在比較高的密度的情況，如象能毫無困難地由燒結玻璃制備的燒結物。這還有這樣的優點，即球相對于其表面有一個最大的容積，這樣就能在球形燒結體的開放性微孔中固定相對多的微生物和/或細胞，并且使在流化床中應用燒結體時與在固化床反應器中相似，可不受干擾地增殖。這樣對緩慢生長的微生物來說，也有一個好的生活條件。通過上面提到的與周圍良好的物質交換，在比較大的濃度和球直徑情況下保證微生物或細胞足夠的營養和排除廢物。在本發明面前看起來有上述已知流化床生物反應器的缺點，主要的是在流化床中通常為非球形載體時，貼近載體物表面處的表面和液流之間的相對速度比較小，因而在那個地方營養物質和氧只能是十分貧竭。這樣，空間-時間產率下降。

已經知道，在一個用于固定生物活性物質的載體上，使用一種一定聚合塑料涂層的基礎材料。此外，它可以呈小球形，并可以由多微孔性的或非多微孔性的玻璃制成（DE-PS3105768），然而這樣的話，本發明所說的載體物質既不具有多微孔結構，而且也不用于流化床生物反應器，當然也就不考慮同時所能達到的特殊的作用和優點了。