一、产品简介

10L-50L两级中试发酵系统主要用于微生物发酵工艺从实验室小试向50L中试规模转移过程中的培养工艺开发、参数验证及放大研究。

系统由：

10L夹套玻璃生物反应器 → 无菌联机转移 → 50L不锈钢中试发酵罐

组成两级培养体系。

10L一级培养单元采用高硼硅玻璃罐体，可直观观察培养液、气泡分散和泡沫状态，主要用于建立和确认pH、DO、搅拌、通气及Fed-batch补料等实验室培养参数。

50L二级培养单元采用不锈钢发酵罐，用于进一步验证培养规模增加后的供氧、混合、补料、温控、罐压及过程控制能力。

10L与50L培养单元之间配置无菌密闭转移管路，可将一级培养液在保持系统无菌边界的条件下转移至50L二级培养单元，减少开放式转移带来的污染风险。

系统适用于大肠杆菌、酵母及其他微生物的Batch、Fed-batch及高密度培养工艺，可根据项目增加Air/O₂供气、DO串级、多路补料、压力监测、尾气O₂/CO₂、称重等功能。

二、10L与50L两级培养单元

10L一级——夹套玻璃生物反应器

10L一级培养单元采用高硼硅玻璃罐体 + 316L不锈钢罐盖结构，适用于实验室阶段微生物培养和放大前工艺确认。

主要功能包括：pH在线检测与自动控制；DO在线检测；温度自动控制；机械搅拌；Air/O₂等气体控制；多通道自动补料；泡沫检测与消泡；培养过程数据记录。

夹套结构用于培养过程温度调节，透明玻璃罐体便于直接观察气泡分散、泡沫及培养状态。

10L阶段主要用于确认：

培养条件 + DO控制策略 + 补料工艺 + 氧需求 + 工艺重复性

为50L中试培养提供基础过程数据。

50L二级——不锈钢中试发酵罐

50L培养单元采用不锈钢立式机械搅拌结构。

主要用于验证10L工艺进入更大培养规模后的：氧传递能力；搅拌与混合；Air/O₂供氧；Fed-batch补料；pH/DO控制响应；培养热负荷与冷却能力；罐压及排气；批次过程稳定性。

50L系统采用316L不锈钢罐体及304不锈钢夹套，可配置SIP原位灭菌。

三、10L→50L无菌联机转移

两级系统可通过专用无菌转移管路连接10L一级培养单元和50L二级培养单元。

一级培养完成后，可将培养液通过密闭管路转移至50L反应器，避免采用开放式容器进行中间转移。

无菌联机转移主要用于：一级培养液向二级培养单元转移；降低转移过程污染风险；保持两级培养过程的无菌边界；减少人工开放式操作；支持连续的两级培养工艺。

转移管路、接口形式及具体操作方式根据系统实际设计确定。

对于需要两级连续培养的项目，无菌转移系统应在设备方案阶段与罐体接口、灭菌方式和工艺流程一起确认。

四、10L与50L标准配置对照

实际标准配置以具体项目技术方案为准。

五、主要技术参数

10L一级夹套玻璃生物反应器

10L公开产品资料显示其为高硼硅玻璃机械搅拌发酵罐，支持pH、DO、温度、通气、补料及PLC控制。具体装液量和灭菌方式最终以该套10L设备配置为准。

50L二级不锈钢中试发酵罐

*以上压力参数采用目前公开的GS-F2050具体型号资料。正式项目应以设备最终设计图纸、铭牌及技术协议为准。

六、两级工艺放大控制

pH控制

10L和50L均进行pH在线检测。

系统可根据设定值联动酸、碱补加，并比较两个培养规模下：酸碱添加量；pH响应速度；pH波动；培养阶段变化。

DO及供氧控制

两级系统均可建立DO控制。

典型控制可采用：

DO → 搅拌 → Air → O₂

具体串级顺序根据培养对象及工艺设置。

50L阶段需要重点观察：

为维持相同DO设定值，搅拌、Air及O₂已经使用到什么程度。

这比只比较10L和50L的DO数值更有放大判断价值。

Fed-batch补料

10L阶段建立的补料曲线用于提供工艺参考。

进入50L后，需要根据菌体生长、DO及培养状态重新确认：补料起始时间；补料速度；分阶段补料；高密度培养后期补料负荷。

不建议将10L补料速度简单乘以体积比例后直接用于50L。

七、10L到50L工艺验证与数据比较

工艺放大的核心不是保持10L与50L完全相同的转速、通气量和补料速度，而是在规模改变后重新建立能够满足菌体培养需求的过程环境。

八、典型工艺配置

常规微生物培养

10L：
pH + DO + 温度 + 搅拌 + Air + 补料

↓

无菌转移

↓

50L：
pH + DO + 温度 + 搅拌 + Air + 补料 + SIP

高密度Fed-batch

建议增加：

Air/O₂ + DO串级 + 多路补料 + 泡沫控制 + 数据记录

适用于大肠杆菌、酵母等高耗氧培养。

强化中试过程监测

可进一步增加：

压力 + 尾气O₂/CO₂ + 称重 + 在线生物量/OD

用于获取50L中试阶段更多过程数据。

九、现场公用工程要求

10L-50L两级中试系统在确定配置前，需要结合现场条件确认：电源；压缩空气；O₂气源（如使用富氧）；冷却水；50L SIP所需蒸汽条件；排水；安装空间；排气条件。

其中50L的换热能力和SIP运行与现场冷却水、蒸汽等公用工程条件直接相关，因此建议在设备选型阶段一并确认。

十、适用项目

适用于：大肠杆菌高密度培养；酵母发酵；微生物Fed-batch工艺；重组蛋白表达工艺研究；酶制剂发酵；合成生物学工程菌培养；代谢产物工艺开发；10L实验室工艺向50L中试转移；两级无菌培养工艺；中试供氧、补料及温控验证。

十一、选型说明

本系统主要适合：

已有实验室微生物培养工艺，希望通过10L一级培养并无菌转移至50L进行中试验证的项目。

选型时建议提供：培养菌种；实际培养体积；Batch或Fed-batch；10L阶段现有pH/DO条件；补料工艺；氧需求；是否需要O₂；是否需要尾气分析；现场蒸汽、冷却水和压缩空气条件；其他在线检测需求。

如项目需要继续从50L向500L进行下一阶段放大验证，可进一步选择三级中试发酵系统。

产品说明

上海顾信生物10L-50L两级中试发酵系统由10L夹套玻璃生物反应器、无菌联机转移系统和50L不锈钢中试发酵罐组成。

10L阶段用于实验室工艺建立与一级培养，培养液可通过无菌密闭管路转移至50L二级培养单元；50L阶段进一步验证供氧、混合、补料、温控及过程控制能力。

系统可配置pH/DO在线检测、机械搅拌、Air/O₂供气、多路自动补料、泡沫控制、SIP及过程数据记录，并可根据项目扩展压力、称重、尾气O₂/CO₂、ORP及OD/生物量等过程检测功能。