超大孔晶胶介质连续床作为一种新型的层析用分离介质,因其具有选择性高、分离迅速、传质阻力小、分离工序少等优点,在生物纯化分离方面得到了广泛的应用。同时由于其具备多孔结构的特性,故将其作为固定化细胞载体的研究正日益受到人们的关注。温度是大直径晶胶介质制备过程中的关键因素。实验通过建立在线温度采集系统,在直径140 mm、高20 mm的不锈钢模具内的不同位置排布热电偶,对用7%(w/w)的丙烯酰胺反应液制备大直径晶胶介质的过程进行在线温度检测。反应液在开始降温后约20~40分钟内发生相变结晶,结晶温度点Tc在-4.5~-6.4℃范围内;相变后冰点Tmc平均在-2.4℃左右;介质内不同位置处晶体生长过程持续在2~18分钟之间。本文根据在介质内同一径向位置、不同轴向深度和同一轴向深度、不同径向位置测得的温度分布曲线,对介质制备过程中的传热特性做了简单说明,并测得了所制备大直径晶胶介质的压降、停留时间分布(RTD)、等板高度(HETP)等基础性能。实验结果表明,制备大直径晶胶介质过程中内部各点处的温度分布较不均匀,所得晶胶介质的HETP在0.21~0.41 cm之间,渗透率为3.54~4.17×10-11 m2,且内部返混明显。实验成功制备了直径10 mm的固载10%、30%和50%(W酵母/WAAm+MBAAm)酵母浓度的晶胶柱,分析各种制备条件对其的影响,测试了其各项基础性能,并通过发酵实验考察了其生物合成5’–三磷酸腺苷(ATP)的能力。结果表明除了合适的冷冻温度和冷冻速率外,酵母浓度对晶胶柱的孔隙结构形成也有较大影响:随着酵母浓度的增加,晶胶柱的孔隙率和连通性有所增加,但孔径和机械强度则受到负面影响;对于含一定浓度范围酵母的晶胶柱,其基础性能与未固载酵母晶胶柱近似,但含酵母浓度过高时,其基础性能会受到一定影响。ATP转化率与晶胶柱固载酵母浓度和发酵时间成正比。同时,由于固载不同酵母浓度晶胶柱柱体结构对发酵过程的影响,目前含30%酵母浓度晶胶柱的ATP转化率最高,可达约42%。对固载酵母细胞的晶胶介质进行放大制备,制得了固载1%、5%和10%(W酵母/WAAm+MBAAm)酵母浓度的大直径晶胶介质。比较合适的制备条件为:冷冻温度-20℃,冷冻速率为0.167℃/ min。在1%~ 10%的酵母浓度范围,晶胶介质内的结晶致孔情况并不会因为酵母浓度的增加而产生非常明显的变化。对该酵母浓度范围内的大直径晶胶介质,其基础性能会随酵母浓度的增加而受到影响。酵母浓度对大直径介质内发酵液分布的影响趋势基本与小直径酵母柱基本一致。