|
Что такое ферментаторный реактор?
ферментер-реактор из нержавеющей стали
,принципы проектирования ферментера-реактора
,Приложения для ферментаторных реакторов
Что такое ферментаторный реактор?
Отвечая на главный вопрос:Что такое ферментаторный реактор и как он выращивает микроорганизмы в ценные биохимические вещества?Реактор ферментатора представляет собой стерильный, газированный сосуд, в котором выращиваются бактерии, дрожжи или клетки млекопитающих при контролируемой температуре (30-37 градусов по Цельсию), pH (5-7,5),и растворенного кислорода (DO более 30% насыщенности)Механическое возбуждение при 50-200 оборотах в минуту с воздухом дает объемный коэффициент передачи массы kLa 50-400 в час, поддерживая плотность клеток выше 10 ^ 9 CFU / mL.Промышленные единицы варьируются от 0.5 м3 пилотные резервуары на 300 м3 производственных ферментаторов, производящих антибиотики, ферменты, пиво и биоэтанол с доходами 80-95 процентов преобразования субстрата.
Основные принципы работы ферментаторных реакторов
- **Вентиляция и управление kLa:**Спарренный, безмасляный воздух плюс сдвиг шлифователя устанавливается kLa (50-400 в час); Зонды DO питаются воздушным потоком и возбуждением, чтобы дыхание не препятствовало.
- **Стерильная операция (SIP/CIP):**Паром на месте при температуре 121-134 градусов Цельсия в течение 20-30 минут стерилизует сосуд; стерильные фильтры (0,2 микрометра) защищают входящий воздух и выхлопные газы.
- ** Мониторинг метаболизма:**Онлайн-pH, DO, O2/CO2 от газов (OUR/CPR) и насосы питания обеспечивают контроль подачи партий, предотвращая ингибирование субстрата.
Основные типы ферментаторных реакторов
- **Воздувленный ферментатор для перемешивания:**Руштон или HE-3 колеса в 0,5-300 м3 нержавеющей стали; рабочая лошадь для антибиотиков, дрожжей и одноклеточного белка.
- **Воздушный ферментатор:**Пузырьковая колонна с внутренней трубкой; низкий срез подходит для растительных клеток и мицелиальных культур с 50-150 кЛа в час.
- ** Мембранный / полый волокнистый биореактор:**Непрерывное удержание клеток для млекопитающих и перфузионных культур, нуждающихся в мягком, высокой плотности роста.
Типы ферментаторных реакторов Сравнительная матрица
| Тип ферментатора | Агитация | Диапазон масштаба | Типичная kLa / DO |
|---|---|---|---|
| Резервуар для перемешивания | Механический Руштон/HE-3 | 0.5-300 м3 | kLa 100-400/ч, DO> 30% |
| Воздушный подъем | Пневматический (без вала) | 1-200 м3 | kLa 50-150/ч, низкая сдвижность |
| Полые волокна | Перфузия, мембрана | 00,01-10 м3 | Высокая плотность клеток, мягкая |
| Фиксированные кровати | В упаковке | 00,1-50 м3 | Недвижимые клетки |
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: Что такое КЛА и почему это важно?
A: kLa - объемный коэффициент массовой передачи, описывающий, как быстро кислород попадает в жидкость; недостаточное kLa голодает клетки, снижая скорость роста mu и титр продукта.
Вопрос: Как ферментатор держится стерильным?
Ответ: SIP-пары стерилизуют сосуды и линии при температуре 121-134 градусов по Цельсию, в то время как 0,2 микрометра гидрофобные или HEPA фильтры стерилизуют входящий воздух и улавливают выхлоп, предотвращая загрязнение.
Вопрос: Что такое ферментация по подаче?
Ответ: питательные вещества добавляют постепенно, а не сразу, избегая высокой концентрации субстрата, который подавляет клетки, и увеличивая конечную урожайность до 80 - 95%.
Вопрос: Какой ферментатор лучше всего подходит для чувствительных к сдвигу клеток?
Ответ: Биореакторы с воздушным подъемом и полой волокной обеспечивают низкую скорость смешивания, на основе пузырей или мембраны, идеально подходящей для клеток млекопитающих и растений.
