2021年01月19日(火)
10:30~16:30
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バイオリアクターの設計・スケールアップの実務に係わっている方は勿論、専門知識がない方にも理解できるように動画を多く入れ、基礎から分かり易く説明しますので、どなたでも御参加下さい。
バイオリアクターの基礎の他に、設計・スケールアップにおいて、バイオリアクターの中で起こる現象をどのように取り扱えば良いかが理解できます。実際の設計・スケールアップを行えばよいかも学べます。
持続可能な目標(SDGs)の取り組みにおいて、バイオリアクターの最適な設計・スケールアップが要求されます。グリーンで省エネルギーなバイオリアクターは設計の強化により達成されます。そのためには、バイオリアクターの中で起こっている現象を正確に定量化する必要があります。その基礎となるバイオリアクターの基礎を、具体例を使って分かり易く解説致します。
1. バイオリアクターの基礎
1-1 バイオリアクターの種類
1-2 バイオリアクターの実例
1-3 バイオリアクターの設計とスケールアップの考え方
1-3-1 撹拌槽型バイオリアクターの設計とスケールアップの戦略
1-3-2 気泡塔型バイオリアクターの設計とスケールアップの戦略
2. 微生物の反応速度の基礎
2-1 酵素反応の反応速度:ミハエリス・メンテン式
2-2 微生物反応の反応速度:モノー式、ダブリングタイム
2-3 阻害反応:基質阻害など
2-4 酸素消費速度:呼吸速度
2-5 固定化酵素、固定化微生物の反応速度:拡散と反応、有効係数
2-6 反応温度の影響
2-7 発酵熱(反応熱)の計算
2-8 反応速度定数の決定法
3. バイオリアクターの操作
3-1 回分操作:培養時間とバイオリアクター容積の計算
3-2 反復回分操作
3-3 流加培養(半回分操作):定速流加培養バイオリアクター容積の計算
3-4 連続操作(ケモスタット、タービドスタット、ウォッシュアウト)
:バイオリアクター容積の計算、ウォシュアウト
4. バイオリアクターの設計
4-1 設計のスペック:バイオリアクターの物質収支と熱収支
4-2 バイオリアクターの混合状態と収率:完全混合、ピストン流、実際の混合状態、バイパス、デッドスペース
4-3 撹拌槽型バイオリアクターの設計計算
4-3-1 撹拌槽型バイオリアクターの設計:撹拌翼の選定
4-3-2 ガス吹き込み:酸素供給速度、完全気体分散状態とフラッディング
4-3-3 発酵熱を除去するための伝熱面積の計算
4-3-4 設計計算例:撹拌槽の大きさ、撹拌速度、酸素吹き込み速度の決定
4-4 気泡塔型バイオリアクターの設計計算
4-4-1 気泡塔バイオリアクターの設計:ガス吹き込み速度の計算
4-4-2 エアリフトバイオリアクターの設計:エアリフトの構造、ガス吹き込み速度の計算
4-5 固定化酵素・微生物バイオリアクターの設計計算
4-6 膜バイオリアクター(MBR)の設計計算
5. バイオリアクターのスケールアップ
5-1 撹拌槽型バイオリアクターのスケールアップ例
5-1-1 スケールアップのパラメーター:撹拌所要動力、混合時間、気体分散、剪断損傷
5-1-2 幾何学的相似と流動解析
5-2 気泡塔型バイオリアクターのスケールアップ例
5-2-1 スケールアップのパラメーター:ガス吹き込み速度、混合時間、気体分散
5-2-2 幾何学的相似と流動解析
5-2-3 エアリフトバイオリアクターのスケールアップ
6. まとめ:バイオリアクターで技術力を誇る
6-1 バイオリアクターの設計とスケールアップに失敗しない戦略
6-2 バイオリアクターのトラブルを解決する戦略
7. 質疑応答
※ 適宜休憩が入ります。