第四节 反应器的放大

制药工艺的规模是由反应器决定的，反应器的体积放大是制药工艺规模放大的核心和关键。反应器体积的变化对化学反应过程和生物反应过程及其单元操作有充量变到质变的影响。

一、逐级经验放大

根据小试实测数据，结合研究开发者的经验，不断适当增加实验的规模，从实验室装置到中型装置，再到大型装置的过渡，修正前一次试验的参数，而进行的反应器体积放大称为逐级经验放大法。

经验放大的原则是空时得率相等，即不同反应体积，单位时间、单位体积反应器所生产的产品量是相同的。

逐级经验放大的前提是放大前后操作条件完全相同，适用于反应器的搅拌形式、结构等反应条件相似的情况，而且放大倍数不宜过大。

二、相似模拟放大

运用相似理论和相似特征数，依据放大后体系与原体系之间的相似性进行的放大为相似模拟放大。

（一）相似模拟放大的依据

几何相似性：高度、内径、搅拌器等参数

运动相似性：运动速率相同

热相似性：温度相同

化学相似性：浓度相同

（二）相似模拟放大的适用性

相似模拟放大在化工单元操作方面已经成功应用于各种物理过程，但是不适用于化学反应过程和生化反应过程。

三、数学模拟放大

（一）建模

（二）模型检验

（三）模型运用

四、生物反应器放大策略的选择

反应器参数的设计非常复杂，也影响着反应器的放大。反应器放大过程中必须保持某一参数不变来进行放大计算。一个数量简单的从小规模到大规模，基于生物反应器的特点和生物对反应器的要求，可以采取以下常规放大原则和策略。

通气搅拌是生物反应器的基本特征，可基于单位发酵液体分配的通气搅拌功率相同、空气流量相同的原则，进行放大设计。

在青霉素的早期发酵中，采用单位体积搅拌功率进行了成功放大。