Wat is een vastbedbioreactor? De B2B-gids voor het ontwerpen van verpakte bedden

EenBioreacteur met vast bed(ook vaak aangeduid alsBioreacteur met verpakte bedden) is een biologische productievat waarin de actieve biocatalysatoren, die hele levende cellen, microbiële biofilms of onbeweeglijke enzymen kunnen zijn, fysiek verankerd of gevangen worden in een vaste vat,vaste matrixlaagDe vloeibare voedingsmiddelen of het gas van het substraat worden continu door dit vaste bed van dragerverpakking gepompt.

In tegenstelling tot systemen met hangende cellen, waarbij de cellen vrij in de bouillon draaien, houdt een vaste bedopstelling de biologische agentia stevig op hun plaats.Deze duidelijke scheiding tussen de onbeweeglijke biomassa en de bewegende vloeistof maakt een continue hogesnelheidsverwerking mogelijk, beschermt kwetsbare celtypen tegen mechanische spanning en maakt het mogelijk om gecleariseerde, celvrije productstromen te oogsten zonder dat stroomafwaarts met een centrifuge moet worden gescheiden.

De basisprestaties van een vast bed worden bepaald door de wisselwerking tussen de vloeistofdynamica en de geometrie van de statische verpakkingsmiddelen.

De dragerverpakking moet een maximale interne oppervlakte bieden met behoud van een hoge structurele integriteit onder hydraulische belastingen.

• Macroporeuze keramische kralen en gesinterd glas:Biedt hoge compressiestevigheid en uitzonderlijke thermische stabiliteit voor stoomsterilisatie.

• met een breedte van niet meer dan 50 mm,Voorzien van sterk onderling verbonden lege ruimtes die kwetsbare zoogdiercellen beschermen tijdens hoogdichte perfusies.

• natuurlijke alginaat- of chitosanhydrogelkralen:Zeer gunstig voor zuivere enzymatische conversie of gevoelige micro-capsulatie.

Ingenieurs configureren het vloeistofpad op basis van de dichtheid en het gasopwekkingsprofiel van de biologische reactie:

• Co-stroom afstroom:Vloeistof komt van de bovenste koepel binnen en beweegt zich naar beneden met de zwaartekracht.

• Opstroomconfiguratie:Het substraat wordt tegen de zwaartekracht van de onderste manifold naar boven gepompt.en spoelt gemakkelijk metabole gasbelletjes weg ($CO_2$) voordat ze zakblokkades kunnen vormen.

Om een vaartuigopstelling correct te specificeren, analyseren procesteams hoe vaste bedden presteren ten opzichte van andere dominante industriële bioreactorarchetypen:

• Hoog volumeproductiviteit:Omdat de cellen dicht in de verpakking zijn geconcentreerd in plaats van in een bouillon te zwemmen, kunnen deze vaten een 10 tot 100 keer hogere biomassa-dichtheid bereiken dan traditionele batchsystemen.

• Verwerking door perfusie zonder scheer:Zoogdieren- en insectencellen hebben geen stijve celwanden en worden gemakkelijk door mechanische mixers gebroken.die een lange duur van continue perfusieverwerking met een duur van maanden toestaat.

• Vergemakkelijkte verwerking (DSP):Omdat de biomassa fysiek in de bodem blijft zitten, is de afvoervloeistof die uit het vat komt, vanzelfsprekend voorgekleurd.industriële centrifuges met hoge slijtage of membraanfiltratie-eenheden vóór zuivering.

• De diffusie- en hellingsbarrière:Naarmate de vloeistof verder door een dicht vast bed reist, worden de voedingsstoffen en opgeloste zuurstof ($ DO $) uitgeput door de eerste lagen biomassa.Dit kan leiden tot een ernstige tekort aan voedingsstoffen en een accumulatie van giftige metabolieten in de buurt van de afvoerzone als de kolom te lang is..

• Drukdruppels en kanalisatie:Na verloop van tijd, kan de snelle celreplicatie de interstitiële gaten tussen de verpakkingsdeeltjes overbevolken.Het effect van de verlaging van de interne druk op de luchtverbranding is echter gering.Ergun vergelijkingHet gebruik van de biomasse is in de eerste plaats een gevolg van het feit dat de biomassa van de biomasse in het water wordt gevormd door een grote hoeveelheid biomassa.

Bioreactoren met een vast bed moeten een aanhoudende interne hydraulische druk kunnen verwerken zonder dat er sanitaire dode zones ontstaan:

• met een vermogen van meer dan 10 W;De definitieve standaard voor de productie van biofarmaceutische producten (bijv. monoklonale antilichamen, virale vectoren).De binnenste bevochtigde oppervlakken moeten strikt mechanisch worden geslepen en geëlektropolieerd om een oppervlakteafwerking van R_a le 0 te verkrijgen..4- Ik heb het gedaan.

• Gelast-staal (GFS) en geavanceerde composieten:Op grote schaal gebruikt voor grootschalige milieuactiviteiten, zoals industriële gasreiniging, biofiltratie van vluchtige organische verbindingen (VOC's) en stedelijke nitrifiserende biofilters.GFS levert de immense structurele sterkte van gespannen stalen platen die nodig zijn voor torenhoge zuilen, gecombineerd met een gladde glazen bekleding die bestand is tegen chemische corrosie en agressieve biologische schaling.

• Certificering van vaartuigen:Alle onder druk geplaatste vaste bedeenheden moeten worden ontworpen, gevolgd en gestempeld in strikte overeenstemming met de standaard industriële drukvaten, met inbegrip van:ASME-sectie VIII, afdeling 1De Commissie heeft in de loop van de afgelopenPED.

Ontwerpt u momenteel een continu perfusiesysteem voor een biologisch product,Of moet u de precieze massa-overdrachtscoëfficiënten en toelaatbare drukdruppels over een specifieke verpakkingsmatrix berekenen?