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Application note A050-FP02

用于细菌生长的气体定量给料

细菌是单细胞微生物,其大小在微米范围内。细菌用于发酵食品和饮料的制备,如酸奶和葡萄酒,已有悠久的历史。

细菌是现代生物技术领域的主力军,用来生产化学、药物或生物活性物质,如抗体或胰岛素。生物反应器是他们的人工栖息地。细菌在这种需要根据温度、气体和液体的剂量以及pH值进行调节的受控环境中生长。为了寻找更好的质量流量设备,一家生物反应器制造商与Bronkhorst取得了联系。几年前,他们开发了一种体积为500毫升的新型小型生物反应器,需要配套的加气设备。一项富有成果的合作就此开始。

用于细菌生长的气体定量给料

应用要求

为了控制细菌的生长速度,必须准确和重复地向生物反应器中加入氧气或二氧化碳等气体。此外,为了便于放大,应提供全系列加药设备,并且这些设备应可相互互换。

重要议题

  • 重复性和可靠性
  • 全系列
  • 相互交换,易于扩展

工艺方案

小型生物反应器系统带500毫升的反应器容器和各种传感器,系统外壳接近个人计算机大小。该系统需要小型质量流量控制器:小流量,且外形紧凑。为此,Bronkhorst为一通道应用提供IQ+FLOW 质量流量控制器,或为三通道应用提供IQM3,来为反应器注入氧气、氮气、一氧化碳或二氧化碳等气体。使用IQM3,可以同时定量给料三种气体,每种气体的剂量范围为每分钟10-1500 ml/m。

该小型生物反应器的应用要求给药精度不超过±3%,IQ+流量计/控制器的精度为±2%。此外:生物反应器为细菌生长使用标准配方的气体,前后批次配方相同(在规格范围内),因此重复性更为重要。

Bronkhorst能够服务于整个生物技术生产范围:从适用紧凑IQ+/IQM3流量计/控制器的实验室规模(1 l/min),到适用EL-FLOW Select流量控制器的中试规模(10 l/min),再到全面生产规模(200 l/min)。由于所有设备都使用ModBus通信协议,所以很容易升级到另一个流量更大的设备。合作开始于小型装置,但目前Bronkhorst仪表也被生产生纳入中型和全生产规模的生物反应器中。

www.bronkhorst-china.com

用于细菌生长的气体定量给料工艺方案