Биоинженерные ферментеры являются ключевым оборудованием для выращивания микроорганизмов или клеток в области биоинженерии, обеспечивая подходящую среду для роста живых организмов и производства метаболитов. Конструкция и использование ферментеров напрямую связаны с качеством и производительностью биоинженерных продуктов.
Биоинженерные ферментерыСтруктурный дизайн:
Цистерны: Контейнеры, содержащие питательную жидкость, обычно сконструированные как цилиндрические для удобства перемешивания и теплопередачи.
2. Система перемешивания: включает в себя смеситель, ось перемешивания и приводной двигатель. Смеситель, расположенный на дне цистерны, соединяется с двигателем через ось перемешивания, чтобы поддерживать равномерное распределение клеток или микроорганизмов в питательной жидкости и способствовать передаче кислорода и других питательных веществ.
Система контроля температуры: поддержание термостата в резервуаре с помощью системы нагрева / охлаждения в виде втулки или змеевика.
4. Система вентиляции: подача стерильного воздуха в резервуар через воздушный фильтр обеспечивает потребности в культивировании аэробных микроорганизмов.
Системы мониторинга pH и растворенного кислорода: мониторинг и контроль pH питательных веществ и уровней растворенного кислорода в режиме реального времени для обеспечения надлежащей среды роста.
Дополнения и выпускные отверстия: используются для пополнения питательных веществ или выведения питательных веществ в процессе культивирования.
Отверстие для отбора проб: используется для взятия проб без открытия цистерны для мониторинга состояния культивирования.
Принцип работы:
1. Стерилизация: Перед культивированием ферментер и его вспомогательное оборудование подвергаются высокотемпературной паровой стерилизации, обеспечивающей стерильные условия.
Вакцинация: предварительно выращенные семена микроорганизмов или клеток будут включены в ферментер.
Культивирование: при постоянной температуре, pH и подаче кислорода, поддерживая однородность питательной жидкости путем перемешивания, способствует росту организма.
Мониторинг: Мониторинг температуры, pH, растворенного кислорода и других параметров питательной жидкости в режиме реального времени с помощью датчиков и корректировка по мере необходимости.
5. Сбор урожая: в конце цикла культивирования собирают питательную жидкость и отделяют целевой продукт центрифугой, фильтрацией и другими методами.
Области применения биоинженерных ферментеров:
1 Фармацевтика: производство антибиотиков, вакцин, ферментов и других биологически активных веществ.
2. Пищевые продукты: производство дрожжей, лактобактерий, витаминов и других пищевых добавок.
Охрана окружающей среды: очистка сточных вод и выхлопных газов, разложение вредных веществ с помощью микроорганизмов.
4. Химическая промышленность: производство биотоплива, биопластмасс и других возобновляемых ресурсов.