A고정 베드 바이오 반응기(또한 종종포장된 침대 바이오 반응기) 는 생물학적 생산 용기이며, 전체 살아있는 세포, 미생물 바이오 필름 또는 움직이지 않는 효소일 수 있는 활성 바이오 촉매가 물리적으로 고정되거나 고정되어있는 상태입니다.고체 매트릭스 층액체 영양 매체 또는 기체 가스는 이 고정 된 운반기 포장 침대를 통해 지속적으로 펌프됩니다.
세포들이 수프에서 자유롭게 회전하는 잠복 세포 시스템과는 달리, 고정된 침대 배열은 생물학적 요인을 안정적으로 고정시켜줍니다.움직이지 않는 바이오매스와 움직이는 액체 사이의 명확한 분리, 기계적 스트레스로부터 취약한 세포 유형을 보호하고 원심분리기에 분리 할 필요없이 명확하고 세포 없는 제품 스트림 수확을 허용합니다.
고정 베드 시스템의 기본 성능은 액체 유체 역학과 정적 포장 매체의 기하학 사이의 상호 작용에 의해 결정됩니다.
운반 포장은 수압 부하에서 높은 구조적 무결성을 유지하면서 최대 내부 표면을 제공해야합니다. 일반적인 산업 매체 선택은 다음을 포함합니다.
매크로포러스 세라믹 진주 및 시너스 된 유리:증기 살균에 높은 압축 강도와 뛰어난 열 안정성을 제공합니다.
섬유성 폴리유레탄 폼 또는 직무상 미크로섬유 잎:고밀도 투여 배양 과정에서 유충의 취약한 세포를 보호하는 매우 상호 연결된 빈 공간을 제공하십시오.
천연 알기나트 또는 키토잔 하이드로그엘 분자:순수 효소 변환이나 민감한 마이크로 캡슐화에 매우 선호됩니다.
엔지니어들은 생물학적 반응의 밀도와 가스 생성 프로필에 따라 유체 경로를 구성합니다.
동류 하류:액체는 상단 돔에서 들어와 중력에 따라 아래로 이동합니다. 가스 단계가 생성되지 않는 간단한 액체-고체 촉매 변환에 이상적입니다.
업플로우 구성:기판은 아래쪽 소집체에서 중력에 대항하여 위로 펌프됩니다. 이 위로 밀어주는 것은 포장 침대가 완전히 잠겨있는 것을 보장하며 건조한 채널이 형성되는 것을 방지합니다.그리고 쉽게 대사 가스 거품 ($CO_2$) 을 씻어 내기 전에 주머니 막힘을 만들 수 있습니다..
용기 배치를 올바르게 지정하기 위해 프로세스 팀은 고정 베드의 성능을 다른 지배적인 산업 바이오 반응기 원형과 비교하여 분석합니다.
| 성능 매개 변수 | 고정 침대 / 포장 침대 (FBB) | 유체성 침상 바이오 반응기 (FBBR) | 조동 탱크 원자로 (STR) |
|---|---|---|---|
| 바이오매스 물리적 상태 | 엄격히 정지 (정적 계층) | 동적으로 서스펜션 (확장 베드) | 자유 순환 (동종) |
| 깎기 스트레스 노출 | 매우 낮다 (포로에 가려) | 저~중간 (입자 마찰) | 높은 (날개 가장자리에 위치) |
| 플러그 및 채널링 위험 | 높은 (생물질 축적은 포로를 좁힌다) | 매우 낮습니다 (확산된 입자는 자체 청소) | 0 (액의 전체 분산) |
| 질량 전달 효율성 | 저~중간 (유통 제한) | 높습니다 (불황한 경계층) | 우수한 (기계 힘으로 구동) |
| 주요 확장성 중점 | 압력 하락을 방지하기 위한 측면 비율 제한 | 유동화 속도 및 펌프 머리의 압력 | 임펠러 톱 속도 및 가스 유지 |
높은 부피 생산성:세포는 붓에 희박하게 헤엄치기보다는 포장 안에 밀집되어 있기 때문에, 이러한 용기들은 전통적인 팩 시스템보다 10~100배 높은 바이오매스 밀도를 얻을 수 있습니다.
셰어 없는 퍼퓨전 처리:포유류와 곤충의 세포는 딱딱한 세포벽을 가지고 있지 않으며 기계적 혼합기에 의해 쉽게 찢어집니다. 고정된 침대는 매트릭스의 구조 포로 안에 있는 이 부서지기 쉬운 세포들을 완전히 보호합니다.수개월 동안 지속되는 장기적인 연속 투여 가공을 허용합니다..
단순화된 다운스트림 처리 (DSP):바이오매스가 물리적으로 침대에 갇혀 있기 때문에 배 밖으로 나오는 하수액은 본질적으로 미리 정화됩니다.고모용 산업용 원심분리기 또는 정화 이전 막 필터레이션 장치.
확산 및 경사 장벽:액체가 밀도가 높은 고정된 침대를 통해 이동함에 따라 영양소와 용해된 산소 (DO$) 는 바이오매스의 초기 층에 의해 고갈됩니다.이것은 열이 너무 길으면 심각한 영양소 부족과 유독 대사 물질 축적을 발생시킬 수 있습니다..
압력 하락 및 채널링:시간이 지남에 따라 빠른 세포 복제는 포장 입자 사이의 간극을 과밀하게 만들 수 있습니다.내부 압력 하락의 급격한 상승을 유발합니다.에르곤 방정식그리고 유체가 침대를 통해 좁은 "채널"을 조각하도록 강요하여 바이오매스의 큰 부분을 접근 할 수 없게합니다.
고정 베드 바이오 리액터들은 융화되거나 위생적 죽은 구역을 만들지 않고 지속적인 내부 수압을 처리해야 합니다.
오스테니트 스테인리스 스틸 (SS316L):바이오 의약품 생산에 대한 최종 표준 (예를 들어, 일종 항체, 바이러스 벡터).안쪽 습한 표면은 엄격한 기계적 닦기와 전기 닦기를 거쳐 R_a le 0의 표면 완성도를 확보해야합니다.4삐걱거리는 소리야
유리로 합성된 강철 (GFS) 및 첨단 복합재료:산업용 가스 스크러빙, 휘발성 유기 화합물 (VOC) 의 바이오 필트레이션 및 시립 질소화 바이오 필터와 같은 대규모 환경 작업에 광범위하게 배치됩니다.GFS 는 높은 기둥 에 필요 한 볼트 된 철판 의 막대한 구조력 을 제공한다, 화학적 부식과 공격적인 생물학적 스케일링에 저항하는 부드러운 유리 부문과 결합됩니다.
배 인증:모든 압력 고정 베드 유닛은 표준 산업 압력 용기 명령에 엄격하게 맞추어 설계, 추적 및 스탬프되어야합니다.ASME 제8부 1부또는 유럽과 같은 지역적PED.
현재 생물학적 제품을 위한 연속 투여 시스템을 설계하고 있나요?또는 당신은 정확한 질량 전송 계수와 특정 포장 매트릭스를 통해 허용 압력 하락을 계산해야?