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台式生物反应器是一套用于微生物培养、Fed-batch发酵研究及实验室小试工艺开发的可控玻璃发酵系统,可根据培养规模选择1.5L–15L不同规格。
系统以单罐可控培养为核心,可集成pH、DO、温度、搅拌、通气、自动补料及泡沫控制等功能,并通过PLC及操作界面对培养过程进行参数设置、实时监测和数据记录。
相比摇瓶等开放式培养方式,台式生物反应器能够对培养环境进行连续监测和主动调节,更适合进一步研究:
pH、DO、搅拌、通气、补料及培养阶段变化对微生物生长和发酵过程的影响。
系统适用于大肠杆菌、酵母及其他微生物培养,可根据常规培养、Fed-batch工艺开发和高密度培养等不同需求选择相应配置。
配置在线pH电极,连续监测培养液pH。
控制系统可根据设定值联动酸、碱补加,实现培养过程中的pH自动调节,适用于不同菌种和不同培养阶段的pH控制。
配置在线DO电极,实时监测培养液溶氧状态。
根据菌体耗氧水平和设备配置,可将DO与搅拌、Air流量及O₂补充建立串级控制。
典型控制逻辑可根据工艺设置为:
DO → 搅拌
或:
DO → 搅拌 → Air
对于高耗氧培养,可进一步配置:
DO → 搅拌 → Air → O₂
具体串级顺序及控制范围根据培养工艺确定。
通过温度传感器及配套控温系统对培养温度进行实时检测和自动调节,满足不同微生物培养阶段的温度控制需求。
采用机械搅拌方式,用于培养液混合和气体分散。
可根据菌种、培养液黏度、氧需求及剪切特性设置相应搅拌条件。
基础系统采用Air供气。
对于高密度或高耗氧培养,可增加O₂富氧供气;特殊工艺可根据需要扩展N₂、CO₂等气体。
气体流量及控制方式根据具体系统型号和培养要求配置。
可配置多路液体添加,用于:碳源;氮源;酸;碱;消泡剂;其他营养液。
适用于Batch及Fed-batch培养。
补料可根据工艺采用恒速、定时、分阶段或程序化控制。
可配置泡沫检测功能。
检测到泡沫后,系统可根据设定联动消泡泵添加消泡剂,降低泡沫对培养和排气过程的影响。
台式生物反应器由培养单元、过程检测、控制系统及气液添加模块组成。
| 系统模块 | 主要功能 |
|---|---|
| 玻璃生物反应器 | 微生物培养主体,培养过程可视 |
| 不锈钢罐盖及接口 | 安装搅拌、电极、补料及气路组件 |
| 机械搅拌系统 | 培养液混合及气体分散 |
| 温度控制系统 | 温度在线检测及自动调节 |
| pH控制系统 | 在线检测及酸/碱自动控制 |
| DO检测系统 | 溶氧在线监测 |
| Air供气系统 | 常规好氧培养基础供气 |
| 自动补料系统 | 酸、碱、消泡及营养液添加 |
| 泡沫检测系统 | 泡沫监测及消泡联动 |
| PLC控制系统 | 培养参数设置及过程控制 |
| 人机操作界面 | 参数显示、运行操作及趋势查看 |
| 数据记录系统 | 培养过程参数记录及批次分析 |
不同容量和型号的实际标准配置可能存在差异,以对应设备技术方案及合同配置为准。
不同培养项目对供氧、补料和过程检测要求不同,可根据实际工艺选择相应配置。
建议配置:
pH + DO + 温度 + 搅拌 + Air + 酸碱控制 + 泡沫控制
适用于细菌、酵母及其他常规微生物培养,可用于菌种培养、基础发酵参数研究及培养条件优化。
建议配置:
pH + DO + 温度 + 搅拌 + Air + 多路自动补料 + 泡沫控制 + 数据记录
适用于碳源、氮源等营养液补加,以及补料起始时间、补料速度和培养阶段参数优化。
可进一步配置:
Air/O₂ + DO串级 + 多通道自动补料 + 泡沫控制 + 批次数据记录
适用于大肠杆菌、酵母等高耗氧、高密度Fed-batch培养。
对于需要获得更多在线过程信息的项目,可增加:
ORP + OD/生物量 + 尾气O₂/CO₂ + 称重等检测模块
用于进一步观察培养过程和代谢状态变化。
| 项目 | 参数/配置 |
|---|---|
| 产品类型 | 台式玻璃生物反应器 |
| 公称容积 | 1.5L–15L范围可选 |
| 常用规格 | 根据项目选择 |
| 罐体形式 | 单层或夹套玻璃罐按型号配置 |
| 罐体材质 | 高硼硅玻璃 |
| 搅拌方式 | 机械搅拌 |
| pH检测 | 在线检测及自动控制 |
| DO检测 | 在线检测,串级控制可配置 |
| 温度检测 | 在线检测及自动控制 |
| 基础气体 | Air |
| 扩展气体 | O₂ / N₂ / CO₂按工艺选配 |
| 补料方式 | 多路蠕动泵可配置 |
| 泡沫控制 | 支持 |
| 控制方式 | PLC + 人机操作界面 |
| 数据记录 | 支持 |
| 传感器接口 | 可根据系统配置pH、DO及其他过程传感器 |
| 扩展检测 | ORP、OD、生物量、尾气等按项目选配 |
不同容量设备在工作体积、搅拌范围、气体流量、补料流量及其他参数方面存在差异,具体参数以对应型号技术方案为准。
台式生物反应器可用于:大肠杆菌培养;酵母培养;其他微生物发酵;菌种培养及工艺验证;培养基优化;Batch培养;Fed-batch工艺开发;高密度微生物培养;pH与DO控制研究;搅拌及通气参数优化;补料策略研究;合成生物学工程菌培养;酶制剂发酵研究;代谢产物工艺开发;实验室小试研究。
多规格可选
可根据实验规模选择不同容量的玻璃生物反应器。
培养过程可视化
玻璃罐体便于观察气泡分散、泡沫、搅拌及培养状态。
pH/DO在线监测
实时获取关键培养参数,为微生物发酵过程分析提供数据基础。
多参数自动控制
pH、DO、温度、搅拌、通气及补料可根据系统配置进行集中控制。
支持Fed-batch工艺开发
可配置多路自动补料,用于补料策略研究及高密度培养。
供氧系统可扩展
基础Air供气,高耗氧培养可增加O₂并建立DO串级控制。
过程数据可记录
关键培养参数可保存,用于批次比较、工艺分析和培养条件复现。
根据培养工艺及科研需求,可增加:O₂富氧供气;N₂/CO₂气体控制;多路自动补料;DO串级控制;ORP在线检测;OD/在线生物量检测;尾气O₂/CO₂分析;补料称重;历史趋势曲线及数据管理;远程数据功能;其他过程检测模块。
可选模块应根据培养对象和实际工艺需求进行配置,不需要一次性增加全部功能。
选择台式生物反应器时,建议首先明确以下信息:
培养对象
如大肠杆菌、酵母或其他微生物。
培养体积
根据实验用料、取样需求及工艺阶段确定适合的反应器容量。
培养方式
确认采用Batch、Fed-batch或其他培养模式。
氧需求
确认Air是否能够满足培养需求,以及是否需要O₂富氧和DO串级控制。
补料要求
明确碳源、氮源、酸、碱、消泡剂及其他液体添加通道数量。
培养液特性
包括黏度、泡沫、剪切敏感性等。
在线检测要求
除pH、DO外,确认是否需要ORP、OD、生物量、尾气等过程检测。
用户提供:
培养对象 + 培养体积 + 培养方式 + 补料要求 + 氧需求 + 在线检测需求
即可进一步确定台式生物反应器的容量及系统配置。
如果主要用于单一培养工艺建立、Fed-batch开发和参数优化,可选择台式单罐生物反应器;
如果需要在同一实验周期内比较多个菌株、pH、DO或补料条件,可进一步选择平行生物反应器;
如果已经完成实验室工艺开发,需要向更大培养规模验证,则可进一步配置中试发酵系统。
上海顾信生物台式生物反应器可根据微生物培养及实验室发酵工艺开发需求,配置1.5L–15L不同容量的玻璃反应器。
系统可集成pH/DO在线检测、温度控制、机械搅拌、Air/O₂供气、多路自动补料、泡沫控制及过程数据记录功能,适用于常规微生物培养、Fed-batch工艺开发、高密度培养及实验室小试研究。
根据不同培养对象和工艺要求,还可扩展ORP、OD/生物量、尾气O₂/CO₂、称重等过程检测模块。
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