फिक्स्ड बेड बायोरिएक्टर क्या है? पैक्ड बेड डिज़ाइन के लिए बी2बी गाइड

एस्थिर बिस्तर बायोरिएक्टर(जिसे अक्सर एकपैक बिस्तर बायोरिएक्टर) एक जैविक उत्पादन कंटेनर है जहां सक्रिय जैव उत्प्रेरक, जो पूरी जीवित कोशिकाएं, माइक्रोबियल बायोफिल्म्स, या अस्थिर एंजाइम हो सकते हैं, एक स्थिर के भीतर शारीरिक रूप से एंकर या फंस जाते हैं,ठोस मैट्रिक्स परततरल पोषक तत्वों के माध्यम से या सब्सट्रेट गैस को निरंतर इस स्थिर वाहक पैकिंग बिस्तर के माध्यम से पंप किया जाता है।

निलंबित कोशिका प्रणाली के विपरीत जहां कोशिकाएं सूप में स्वतंत्र रूप से घूमती हैं, एक स्थिर बिस्तर लेआउट जैविक एजेंटों को सुरक्षित रूप से अपनी जगह पर बंद रखता है।अस्थिर बायोमास और चलती द्रव के बीच यह स्पष्ट पृथक्करण निरंतर उच्च-गति प्रसंस्करण को सक्षम बनाता है, यांत्रिक तनाव से नाजुक कोशिका प्रकारों की रक्षा करता है, और धारा के नीचे सेंट्रिफ्यूज पृथक्करण की आवश्यकता के बिना स्पष्ट, कोशिका मुक्त उत्पाद धारा की फसल की अनुमति देता है।

एक फिक्स्ड बेड सिस्टम का बेसलाइन प्रदर्शन तरल द्रव गतिशीलता और स्थिर पैकिंग मीडिया की ज्यामिति के बीच बातचीत से निर्धारित होता है।

वाहक पैकिंग को हाइड्रोलिक भार के तहत उच्च संरचनात्मक अखंडता बनाए रखते हुए अधिकतम आंतरिक सतह क्षेत्र प्रदान करना चाहिए। आम औद्योगिक मीडिया विकल्पों में शामिल हैंः

• मैक्रोपोरोस सिरेमिक बीन्स और सिंटर ग्लास:भाप नसबंदी के लिए उच्च संपीड़न शक्ति और असाधारण थर्मल स्थिरता प्रदान करें।

• फाइबरस पॉलीयुरेथेन फोम या गैर बुना माइक्रोफाइबर शीट:उच्च घनत्व परफ्यूजन संस्कृतियों के दौरान नाजुक स्तनधारियों की कोशिकाओं की रक्षा करने के लिए अत्यधिक परस्पर जुड़े रिक्त स्थान प्रदान करें।

• प्राकृतिक अल्जीनेट या कीटोसन हाइड्रोजेल बीन्स:शुद्ध एंजाइमेटिक रूपांतरण या संवेदनशील माइक्रोइंकैप्सुलेशन के लिए अत्यधिक अनुकूल है।

इंजीनियरों ने जैविक प्रतिक्रिया के घनत्व और गैस उत्पादन प्रोफ़ाइल के आधार पर द्रव पथ को विन्यस्त किया हैः

• समवर्ती प्रवाहःतरल शीर्ष गुंबद से प्रवेश करता है और गुरुत्वाकर्षण के साथ नीचे की ओर बढ़ता है। सरल तरल-ठोस उत्प्रेरक रूपांतरणों के लिए आदर्श जहां कोई गैस चरण उत्पन्न नहीं होता है।

• अपफ्लो कॉन्फ़िगरेशनःयह ऊपर की ओर धक्का यह सुनिश्चित करता है कि पैकिंग बिस्तर पूरी तरह से डूबा रहता है, सूखे चैनलों के गठन को रोकता है,और आसानी से चयापचय गैस बुलबुले ($ CO_2$) दूर धोने से पहले वे जेब अवरोधों का गठन कर सकते हैं.

एक पात्र के लेआउट को सही ढंग से निर्दिष्ट करने के लिए, प्रक्रिया दल विश्लेषण करते हैं कि अन्य प्रमुख औद्योगिक बायोरिएक्टर आर्कटाइप के सापेक्ष फिक्स्ड बेड कैसे प्रदर्शन करते हैंः

• उच्च आयतन उत्पादकता:चूंकि कोशिकाओं को पैकिंग के अंदर घनी मात्रा में केंद्रित किया जाता है, न कि एक शोरबा में पतली मात्रा में तैरते हुए, ये जहाज पारंपरिक बैच सिस्टम की तुलना में 10 से 100 गुना अधिक बायोमास घनत्व प्राप्त कर सकते हैं।

• कतरन मुक्त पारफ्यूजन प्रसंस्करण:स्तनधारियों और कीटों के कोशिकाओं में कठोर कोशिका दीवार नहीं होती है और यांत्रिक मिश्रणकर्ताओं द्वारा आसानी से टूट जाती है। एक स्थिर बिस्तर मैट्रिक्स के संरचनात्मक छिद्रों के भीतर इन नाजुक कोशिकाओं को पूरी तरह से ढालता है,महीनों तक चलने वाले दीर्घकालिक निरंतर परफ्यूजन प्रसंस्करण की अनुमति देता है.

• सरलीकृत डाउनस्ट्रीम प्रोसेसिंग (DSP):क्योंकि बायोमास शारीरिक रूप से बिस्तर में फंस जाता है, जहाज से बाहर निकलने वाला अपशिष्ट द्रव स्वाभाविक रूप से पूर्व-स्पष्ट है।उच्च पहनने वाले औद्योगिक केन्द्रापसारक या शुद्धिकरण से पहले झिल्ली निस्पंदन इकाइयां.

• फैलाव और ढाल बाधाःजैसे-जैसे द्रव घने स्थिर बिस्तर के माध्यम से आगे बढ़ता है, पोषक तत्वों और घुल ऑक्सीजन ($ DO $) को बायोमास की प्रारंभिक परतों द्वारा समाप्त कर दिया जाता है।यह गंभीर पोषक तत्वों की कमी और विषाक्त चयापचय के संचय को आउटलेट क्षेत्र के पास पैदा कर सकता है यदि स्तंभ बहुत लंबा है.

• दबाव में गिरावट और चैनलिंग:समय के साथ, तेजी से सेल प्रतिकृति पैकिंग कणों के बीच interstitial अंतराल overpopulate कर सकते हैं।आंतरिक दबाव में तेजी से वृद्धि होने के कारणएर्गुन समीकरण) और तरल पदार्थ को बिस्तर के माध्यम से संकीर्ण "चैनलों" को काटने के लिए मजबूर करते हैं, जिससे बायोमास के बड़े हिस्से दुर्गम हो जाते हैं।

फिक्स्ड-बेड बायोरिएक्टरों को बिना झुकने या स्वच्छता के मृत क्षेत्रों के बिना निरंतर आंतरिक हाइड्रोलिक दबाव को संभालना चाहिए:

• ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (एसएस 316 एल):बायोफार्मास्युटिकल उत्पादन के लिए अंतिम मानक (जैसे, मोनोक्लोनल एंटीबॉडी, वायरल वेक्टर) ।आंतरिक गीली सतहों को कठोर यांत्रिक पीसने और इलेक्ट्रोपॉलिशिंग से गुजरना चाहिए ताकि $R_a le 0 की सतह खत्म हो सके.4, मुटेक्स {m} $.

• ग्लास-फ्यूज्ड-टू-स्टील (जीएफएस) और उन्नत कम्पोजिटःव्यापक रूप से बड़े पैमाने पर पर्यावरण संचालन के लिए तैनात, जैसे औद्योगिक गैस स्क्रबिंग, वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) का बायोफिल्टरेशन, और नगरपालिका नाइट्राइफायर बायोफिल्टर।जीएफएस ऊंचे स्तंभों के लिए आवश्यक बोल्ट वाली इस्पात प्लेटों की विशाल संरचनात्मक शक्ति प्रदान करता है, एक चिकनी ग्लास अस्तर के साथ जो रासायनिक संक्षारण और आक्रामक जैविक स्केलिंग का विरोध करता है।

• पोत प्रमाणन:सभी दबाव वाले फिक्स्ड बेड इकाइयों को मानक औद्योगिक दबाव पोत के आदेशों के सख्त अनुरूप डिजाइन, ट्रैक और स्टैम्प किया जाना चाहिए, जिसमें शामिल हैं,एएसएमई सेक्शन VIII डिवीजन 1या क्षेत्रीय समकक्ष जैसे कि यूरोपीयपीईडी.

क्या आप वर्तमान में एक जैविक उत्पाद के लिए एक निरंतर प्रवाह प्रणाली डिजाइन कर रहे हैं,या आप एक विशिष्ट पैकिंग मैट्रिक्स भर में सटीक द्रव्यमान हस्तांतरण गुणांक और अनुमेय दबाव ड्रॉप की गणना करने की जरूरत है?