Что такое фиксированный биореактор?

А.биореактор с фиксированной кроватью(также часто обозначается какбиореактор с упакованной кроватью) представляет собой сосуд биологического производства, в котором активные биокатализаторы, которые могут быть целыми живыми клетками, микробическими биофильмами или иммобилизованными ферментами, физически закреплены или заперты в стационарном сосуде,твердый матричный слойЖидкая питательная среда или газ субстрата непрерывно прокачивается через этот стационарный слой упаковки.

В отличие от систем с подвешенными клетками, в которых клетки свободно вращаются в бульоне, фиксированное расположение кровати удерживает биологические агенты на месте.Это четкое разделение между недвижимой биомассой и движущейся жидкостью позволяет непрерывную высокоскоростную обработку, защищает хрупкие типы клеток от механического напряжения и позволяет получать очищенный, бесклеточный поток продуктов без необходимости расщепления в центрофуге.

Базовая производительность системы фиксированного лежа диктуется взаимодействием между динамикой жидкой жидкости и геометрией статической упаковочной среды.

Опаковка-носитель должна обеспечивать максимальную внутреннюю площадь поверхности при сохранении высокой структурной целостности при гидравлических нагрузках.

• Макропорозные керамические бусины и сцинтерованное стекло:Предлагает высокую прочность на сжатие и исключительную тепловую устойчивость для стерилизации паром.

• Пленки из полиуретана или нетканых микроволокна:Предоставлять высоко взаимосвязанные пустоты, которые защищают хрупкие клетки млекопитающих во время высокой плотности перфузионных культур.

• Природные алгинатные или хитозанные гидрогелевые шарики:Высоко ценится для чисто ферментативных преобразований или чувствительной микроэнкапсуляции.

Инженеры конфигурируют путь жидкости на основе плотности и газообразования биологической реакции:

• Одновременный приток:Жидкость входит из верхнего купола и движется вниз с помощью гравитации. Идеально подходит для простых каталитических преобразований жидкости-твердого, где не образуется газовая фаза.

• Конфигурация подъема:Подложка накачивается из нижнего коллектора вверх против силы тяжести.и легко смывает метаболические газовые пузыри ($ CO_2$), прежде чем они могут образовывать карманные блокировки.

Для правильного определения расположения сосуда, процессовые группы анализируют, как фиксированные лежаки работают по сравнению с другими доминирующими архетипами промышленных биореакторов:

• Высокая объемная производительность:Поскольку клетки сосредоточены в упаковке, а не плавают в бульоне, эти сосуды могут достигать плотности биомассы в 10-100 раз выше, чем традиционные системы партии.

• Обработка перфузии без стрижки:Клетки млекопитающих и насекомых не имеют жестких клеточных стен и легко разрываются механическими смесителями.позволяющая длительную непрерывную переработку с перфузией продолжительностью в несколько месяцев.

• Упрощенная низовая обработка (DSP):Поскольку биомасса физически остается в ловушке в постели, сточная жидкость, выходящая из сосуда, по своей сути предварительно очищается.промышленные центрифуги с высоким износом или мембранные фильтрационные установки перед очисткой.

• Диффузионный и градиентный барьер:По мере того, как жидкость перемещается дальше через плотный фиксированный слой, питательные вещества и растворенный кислород ($ DO $) истощаются первоначальными слоями биомассы.Это может привести к серьезному истощению питательных веществ и накоплению токсичных метаболитов вблизи зоны выхода, если колонна слишком длинная..

• Падение давления и канализация:Со временем быстрая репликация клеток может перенаселить промежутки между частицами.В результате резкого повышения внутреннего давления (который регулируетсяУравнение Эргуна) и заставляет жидкость вырезать узкие "каналы" через ложе, делая большие участки биомассы недоступными.

Фиксированные биореакторы должны выдерживать постоянное внутреннее гидравлическое давление без изгиба или создания санитарно мертвых зон:

• Аустенитная нержавеющая сталь (SS316L):Окончательный стандарт для производства биофармацевтических препаратов (например, моноклональные антитела, вирусные векторы).Внутренние увлажненные поверхности должны подвергаться строгому механическому шлифованию и электрополированию, чтобы обеспечить поверхностную отделку R.4- Я не знаю.

• Стекло-сплавленная сталь (GFS) и передовые композиты:Широко применяется для крупномасштабных экологических операций, таких как очистка промышленных газов, биофильтрация летучих органических соединений (ЛОС) и муниципальные нитрифицирующие биофильтры.GFS обеспечивает огромную прочность конструкции болтовых стальных плит, необходимых для высоких колонн, в сочетании с гладкой стеклянной подкладкой, которая устойчива к химической коррозии и агрессивному биологическому масштабированию.

• Сертификация судна:Все фиксированные установки под давлением должны быть спроектированы, отслеживаться и штампованы в строгом соответствии со стандартными требованиями для промышленных сосудов под давлением, включая:ASME раздел VIII раздел 1или региональных эквивалентов, таких как ЕвропейскийПЭД.

Вы сейчас разрабатываете систему непрерывной перфузии биологического продукта,или вам нужно рассчитать точные коэффициенты перемещения массы и допустимых падений давления через конкретную матрицу упаковки?