In der biopharmazeutischen und fermentierten Industrie hat der Bioreaktor als Kernausrüstung eine direkte Beziehung zur Präzision seiner Prozesssteuerung zu Produktqualität und Produktionseffizienz. Die Kontrolle des Gasflusses, insbesondere die genaue Messung und Regelung von Gasen wie Sauerstoff und Kohlendioxid in der Zuluft, ist ein Schlüsselfaktor, der den Stoffwechsel und die Produktsynthese des Zellwachstums beeinflusst. Ertolien (AitolyGasdurchflussmesser bieten eine zuverlässige technische Unterstützung für solche Anwendungen durch ihre hohe Genauigkeit, Stabilität und ausgezeichnete Störungsbeständigkeit.

Einer, Warum Bioreaktoren eine präzise Gasflusssteuerung benötigen

Ein Bioreaktor (auch als Fermentationsbehälter bezeichnet) ist ein dynamisches, lebendes System, das Mikroben, Tiere oder menschliche Zellen kultiviert. Die Zellen verbrauchen während des gesamten Prozesses ständig Nährstoffe, entfernen Stoffwechselabfälle und reagieren auf Umweltveränderungen (z.B.pH-WertSauerstoff ist sehr empfindlich.

Auflöster Sauerstoff (DOPräzise Kontrolle: In den meisten sauerstoffbedürftigen Fermentationsprozessen ist Sauerstoff eine notwendige Substanz für die Zellen zur aeroben Atmung und zur Synthese von Zielprodukten. Die Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser ist jedoch gering, und mit zunehmender Zelldichte wird gelöster Sauerstoff schnell zu einem einschränkenden Faktor, der zum Stoffwechsel oder zum Tod der Zellen führt. Daher muss der Luft- oder Sauerstofffluss entsprechend den verschiedenen Phasen des Zellwachstums genau kontrolliert werden, um den gelösten Sauerstoffgehalt aufrechtzuerhalten. Die entsprechenden Studien zeigen, dass inBioFlo 110In anderen biologischen Reaktionssystemen ist die genaue Kontrolle des Lufteingangs sicherzustellen, dass der gelöste Sauerstoff auf einem festgelegten Niveau aufrechterhalten wird (z.B.30%Der Schlüssel zur Sättigung).

pH-WertStabile Aufrechterhaltung der Werte: Viele Zellkulturprozesse benötigen eine stabilepH-WertUmwelt. Eingelassenes Kohlendioxidgas Neben der Verwendung als Kohlenstoffquelle für bestimmte Zellen wird es häufiger verwendet, um die durch den Stoffwechsel erzeugten alkalischen Substanzen zu neutralisieren, die durch Interaktion mit dem Carbonatpuffersystem präzise reguliert werdenpH-WertWert.

Entfernung von Stoffwechselabfällen und Prozessüberwachung: Kohlendioxid durch die zelluläre Atmung Die Ausscheidungsrate von Gasen ist ein wichtiger Indikator für die zelluläre Stoffwechselaktivität. Durch die Überwachung des Flusses und der Zusammensetzung von Gasen in und aus kann der Wachstumszustand der Zelle in Echtzeit geschätzt werden, was eine Grundlage für die Prozessoptimierung und -steuerung darstellt.

Zwei, Wie wird die Genauigkeit von Atoli Gasdurchflussmessern erreicht

Unter der Flagge von EtoliMFM330Gasmassenflussmesser undMFC330Die thermischen Produkte wie die Gasmasse-Durchflussregler erfüllen die strengen Anforderungen der Bioreaktoren an die Messung des Gasflusses vollständig.

1. Kernprinzipien und Vorteile

Etoli-Gasdurchflussmesser verwenden das Prinzip der thermischen Massenflussmessung. Dieses Prinzip misst direkt die Fähigkeit eines Gases, Wärme abzunehmen, um den Massenstrom des Gases zu berechnen. Dies bietet offensichtliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Durchflussmessern, die auf Volumenmessungen basieren:

Direkte Messung des Massenflusses ohne Temperatur- und Druckkompensation: Vermeidung von Messfehlern durch Gastemperatur und Druckschwankungen, direktere und genauere Messergebnisse.

Hohe Präzision und Wiederholbarkeit:MFM330Die Genauigkeit kann beispielsweise ±0,5 % F.S.(Vollständig) Wiederholungsgenauigkeit bis zu ±0,2 % F.S.Dies ist für biologische Prozesse von entscheidender Bedeutung, bei denen das Gasverhältnis genau gesteuert werden muss.

Breiter Durchflussbereich: Durchflussspezifikationen decken von Micro-Upgrades0-5 SCCMzum großen Verkehr.0-50 SLPMEs kann sich an die Anforderungen unterschiedlicher Größen von kleinen Reaktoren im Labor bis hin zur mittleren Testproduktion anpassen.

Schnelle Reaktionsfähigkeit: Die Reaktionszeit des Sensors ist weniger als1Zweitens kann schnell auf die Schwankungen des gelösten Sauerstoffs im Bioreaktor reagieren, die durch Veränderungen des Zellmetabols verursacht werden, so dass das Steuersystem rechtzeitig angepasst werden kann.

2. Schlüsseltechnologie für Bioanwendungen

Integrierte Temperatur- und Drucksensoren: Verbesserte Gesamtgenauigkeit und Zuverlässigkeit der Messungen.

Mehrere Kommunikationsschnittstellen: UnterstützungRS232undKannundRS485und4-20mAund0-5VViele Kommunikationsmethoden wie analoge Signale können leicht in das automatisierte Steuersystem des Bioreaktors integriert werden (z.B.BioFlo 110/320VerwendetLabVIEWFernüberwachung und automatische Einstellung.

Ausgezeichnete Materialkompatibilität: Luftwegkontaktteile werden in der Regel verwendetSUS316LEdelstahl, Dichtung aus Fluor-Gummi. Diese Materialien verfügen über eine gute Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit, erfüllen die Anforderungen steriler Umgebungen und sind widerstandsfähig gegen eine Vielzahl von Gasen, die im Kultivprozess verwendet werden können.

Keine beweglichen Teile: Robuste Konstruktion, reduzierte Ausfallrate und reduzierte Wartungsaufwand.

Drei, Typische Anwendungsszenarien auf Bioreaktoren

In praktischen Bioprozessen: Etoli Gasdurchflussmesser/Der Controller spielt mehrere Rollen:

Präzise Kontrolle des Luftflusses: bei der aeroben Fermentation (z.B.GibberellsäureVolumenfermentation), automatisch entsprechend dem Rückkopplungssignal der gelösten SauerstoffelektrodeMFM/MFCVentilöffnung, um den Luftstrom zu ändern (z. B. von der ursprünglichen0,5 SLPMErhöhen auf1 SLPMum den festgelegten Sauerstoffgehalt aufrechtzuerhalten.

Mischung und Regulierung von Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid:

Bei Zellkulturen mit hoher Dichte muss reiner Sauerstoff ergänzt werden, wenn die Luft den Bedarf an gelöstem Sauerstoff nicht erfüllen kann. Durchflussmesser ermöglichen eine genaue Kontrolle des Sauerstoffgemischverhältnisses.

Bedarf an KontrollepH-WertGenaue Injektion von Kohlendioxid.

Präzise Steuerung des Stickstoffflusses bei anaerober Fermentation oder bei der Entfernung von Sauerstoff, um eine sauerstofffreie Umgebung zu schaffen.

Prozessanalyse und Optimierung: Durch die genaue Aufzeichnung des kumulativen Verbrauchs verschiedener Gase während des gesamten Prozesses in Kombination mit der Abgasanalyse kann die Sauerstoffaufnahme berechnet werden (Unser(und CO2-Emissionen)CERSchlüsselfysiologische Parameter und andere zur Datenunterstützung bei der Optimierung der Prozessrezepturen und der Produktionsvergrößerung.

Vier, Anwendungsbeispiele und Effekte

In einem Beitrag über Magnet-Spirale (M. gryphiswaldenseIn der Studie zur Herstellung von magnetischen Mikrokörpern verwendeten die Forscher ein integriertes Gaskontrollsystem.BioFlo 110Fermentationsbehälter. Die Prozesssteuerung zeigt, dass der Luftstrom zunächst auf0,5 SLPMWenn der Sauerstoff auf15%Das System erhöht den Luftstrom auf1 SLPMAnschließend wird der gelöste Sauerstoff durch die Regelung der Rührgeschwindigkeit genau gehalten.0-1%In einem sehr niedrigen Bereich, um die speziellen Mikro-Sauerstoff-Umweltanforderungen des Stammes zu erfüllen. Diese präzise Programmierung und stabile Steuerung der Belüftung ist der Grundstein für eine erfolgreiche Hochdichtekultur und eine effiziente Produktsynthese. Genau bei solchen Anwendungen spielt das Atroli Gasdurchflussmesser eine entscheidende Rolle, um sicherzustellen, dass die Gaseingabe genau nach Bedarf erfolgt.

Zusammenfassung

Mit der hohen Präzision, der schnellen Reaktion und der Stabilität, die die Thermal Masse Flow Measurement Technology bietet, erfüllen die Atoli Gasdurchflussmesser die zentralen Anforderungen moderner Bioreaktoren an die Gasdurchflussregelung. Es regelt genau den Sauerstoff,pH-WertDie präzise Anwendung der stabilen Wartung und der Prozessmetabolismus-Überwachung gewährleistet nicht nur die Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit von Bioprozessen, sondern ist auch eine wichtige technische Unterstützung für die Effizienz der Produktion und der Prozessoptimierung in den Bereichen Biopharmazeutik, Lebensmittelfermentation und Bioenergie.