Fermenter vs Bioreactor: Hiểu sự khác biệt giữa Fermenter và Bioreactor

Trả lời câu hỏi chính:Sự khác biệt cơ bản giữa máy lên men và lò phản ứng sinh học là gì?Trong khi tất cả các máy lên men đều là các lò phản ứng sinh học, không phải tất cả các lò phản ứng sinh học đều là các lò lên men.máy lên menlà một thùng đặc biệt được tối ưu hóa đặc biệt cho việc nuôi dưỡng vi sinh vật mạnh mẽ quy mô lớn như vi khuẩn, nấm men,và nấm thường liên quan đến thông khí cường độ cao và khuấy động cơ họcNgược lại, mộtlò phản ứng sinh họclà một loại tàu rộng hơn, rất phức tạp được thiết kế để hỗ trợ các hệ sinh học phức tạp, nhạy cảm hơn, bao gồm động vật có vú, thực vật, côn trùng,và nuôi tế bào gốc đòi hỏi quản lý căng thẳng cắt chặt chẽ và các vòng phản hồi môi trường tiên tiến.

Các chất lên men là những con ngựa làm việc của công nghệ sinh học công nghiệp, được thiết kế để tối đa hóa mật độ tế bào và năng suất sản phẩm cho các chủng vi khuẩn phát triển nhanh và bền:

• Hoạt động trao đổi chất cao:Bởi vì vi khuẩn và nấm men tiêu thụ chất dinh dưỡng và oxy nhanh chóng, các máy lên men được xây dựng để xử lý tốc độ chuyển oxy cao (OTR) và phân tán nhiệt mạnh mẽ.
• Sự kích động hung hăng:Sử dụng các động cơ tốc độ cao (như tuabin Rushton), máy lên men trộn hoàn toàn nước dùng có độ nhớt cao và phân tán các khí vi bong bóng hiệu quả.
• Ứng dụng chính:Sản xuất ethanol, axit hữu cơ, kháng sinh, protein tái kết hợp bằng cách sử dụng vật chủ vi khuẩn và phổ biến nấm men bia thương mại.

Các lò phản ứng sinh học bao gồm một phổ hoạt động rộng hơn, chứa các tế bào eukaryot tinh tế thiếu tường tế bào bảo vệ:

• Nhạy cảm đối với căng thẳng cắt:Các tế bào động vật có vú và côn trùng dễ bị hư hỏng bởi sự trộn lẫn hỗn loạn; do đó, các lò phản ứng sinh học sử dụng các máy khuấy động cắt thấp, các động cơ biển hoặc các nền tảng lắc được gây ra bởi sóng.
• Thiết bị và điều khiển tiên tiến:Được trang bị các cảm biến chính xác và các vòng liều tự động để điều chỉnh chặt chẽ pH, oxy hòa tan (DO), nhiệt độ, carbon dioxide và dinh dưỡng (tháo hoặc chế biến theo lô).
• Ứng dụng chính:Sản xuất kháng thể đơn bào, sản xuất vắc-xin, vector liệu pháp gen, mở rộng tế bào gốc và kỹ thuật mô.

Cả máy lên men công nghiệp và lò phản ứng sinh học đều yêu cầu thiết kế vệ sinh không thỏa hiệp để ngăn ngừa nhiễm trùng chéo:

• Xây dựng bằng thép không gỉ austenit:Các thùng sản xuất công suất cao được chế tạo từ thép không gỉ AISI 304 hoặc 316L có chất lượng thực phẩm hoặc dược phẩm, đảm bảo trơ hóa học và sinh học hoàn toàn.
• Các loại kết thúc điện đánh bóng:Các bề mặt bên trong được đánh bóng với độ thô trung bình cực thấp ($\text{Ra} \le 0.4\ \mu\text{m}$), loại bỏ các vết nứt vi mô nơi mà các bộ phim sinh học vi khuẩn có thể hình thành.
• Khử trùng tại chỗ (SIP) và CIP:Được thiết kế để chịu được khử trùng hơi nước nhiệt độ cao tự động (SIP) và chu kỳ giặt gây hại giữa các dòng sản xuất.