Thiết bị lên men bằng khí nén với quá trình tiệt trùng tại nơi khác

Tổng quan về bể lên men bằng khí nén

Cấu trúc chính của bể lên men bằng khí nén thủy tinh bao gồm bể chứa bằng thủy tinh silic boron trong suốt và các phụ kiện bằng thép không gỉ 316L, được sử dụng rộng rãi trong các viện nghiên cứu khoa học, phát triển thí điểm, dược phẩm sinh học, lên men thực phẩm và công nghệ môi trường.

Bể lên men bằng khí nén sử dụng khí làm nguồn năng lượng, tạo ra dòng chảy hai pha khí-lỏng thông qua hệ thống sục khí ở đáy, và thực hiện tuần hoàn hướng lên dưới tác động của xi lanh hướng dẫn để đạt được mục đích trộn đều và cung cấp oxy đầy đủ. Bể lên men bằng khí nén có cấu trúc đơn giản, dễ vệ sinh và tiệt trùng, phù hợp cho nuôi cấy tế bào nhạy cảm với lực cắt ở quy mô lớn, như nấm, tảo vi sinh, tế bào thực vật và tế bào động vật.

Tính năng

• Bể quan sát trong suốt cao: làm từ vật liệu thủy tinh silicone boron chịu áp suất và nhiệt độ, kết hợp với nắp và hệ thống thu nhận bằng thép không gỉ 316L, có khả năng chống ăn mòn và ổn định hóa học tốt, thuận tiện cho người vận hành quan sát tình trạng dung dịch lên men trong thời gian thực.
• Không sử dụng thiết kế trộn cơ học: Sử dụng chế độ trộn lưu chất bằng khí, dựa vào luồng khí từ đáy tạo thành bong bóng nổi lên, sử dụng khí để đẩy lưu chất bên trong và bên ngoài xi lanh truyền dịch tạo thành trường lưu chất tuần hoàn, đạt được trộn đều.
• Thiết kế khoa học của ống dẫn hướng: Ống dẫn hướng tích hợp tăng cường hiệu suất tách khí-lỏng, tối ưu hóa đường lưu thông và nâng cao hiệu suất truyền oxy. Lực khuấy trộn do phương pháp nâng khí tạo ra nhẹ nhàng, hiệu quả tránh tổn thương tế bào do ma sát.
• Lực cắt nhỏ, khả năng thích ứng cao: Phù hợp cho vi sinh vật hoặc tế bào nhạy cảm với lực cơ học, như actinomycetes, nấm sợi, tảo vi sinh, dòng tế bào thực vật, v.v.
• Hiệu suất sử dụng khí cao, hiệu suất chuyển oxy xuất sắc: tiếp xúc khí-lỏng đầy đủ, hiệu suất sử dụng oxy cao. Với bộ tạo bọt vi lỗ có thể nâng cao giá trị KLa (hệ số chuyển oxy tổng thể), phù hợp cho nuôi cấy vi sinh vật có nhu cầu oxy cao.
• Thể tích linh hoạt: dải thông số kỹ thuật từ 10L đến 100L và các model khác, đáp ứng các quy mô ứng dụng từ phòng thí nghiệm đến quy mô thử nghiệm, tỷ lệ chất lỏng lấp đầy lên đến 75%-90%, tiết kiệm không gian và nâng cao hiệu quả.

Nguyên lý hoạt động

Hoạt động của bể lên men thủy lực bằng khí nén dựa trên việc đưa khí từ thiết bị sục khí ở đáy, đẩy dung dịch lên men dọc theo ống dẫn khí dưới tác dụng của lực nổi của khí, sau đó rơi ra ngoài ống để tạo thành chu trình liên tục. Lưu trường tuần hoàn khí nén này tăng cường trộn lẫn, nâng cao tốc độ truyền khối và duy trì tính đồng nhất của môi trường nuôi cấy.

Do không có bộ phận quay trong phương pháp nâng khí nén, thiết bị không tạo ra lực cắt tốc độ cao, đảm bảo bảo vệ tốt cho tế bào nhạy cảm và phù hợp cho nuôi cấy tế bào thực vật hoặc động vật trong dung dịch. Hệ thống còn cho phép giám sát và điều khiển trực tuyến các thông số như nhiệt độ, pH, DO, và có các mô-đun mở rộng như tự động bổ sung và khử bọt.

Lĩnh vực ứng dụng

• Nuôi cấy tảo vi sinh và phát triển năng lượng sinh học: Phù hợp cho việc nuôi cấy tảo vi sinh quang hợp như Spirulina, Rhodococcus aurantium, Chlorella, v.v., dùng để chiết xuất protein tảo, chlorophyll, carotenoids và các chất sinh học hoạt tính khác, được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thực phẩm chức năng, mỹ phẩm và nhiên liệu sinh học.
• Văn hóa tế bào và mô thực vật: được sử dụng rộng rãi trong văn hóa tế bào thực vật, tế bào treo, văn hóa rễ lông, để sản xuất các chất thứ cấp của thực vật dược liệu như paclitaxel, saponin nhân sâm, v.v., phù hợp với yêu cầu sản xuất theo tiêu chuẩn GMP.
• Nuôi cấy nấm sợi và actinomycetes: như Penicillium, Streptomyces và các loài khác, các vi sinh vật này có cấu trúc phức tạp, dễ rối, phương pháp trộn cơ học truyền thống dễ gây vỡ sợi nấm, bể nuôi cấy khí nâng có thể hiệu quả tránh vấn đề này.
• Nuôi cấy tế bào động vật: do lực cắt thấp, có thể sử dụng cho nuôi cấy tế bào động vật có vú như CHO, HEK293, v.v. Phù hợp cho sàng lọc ban đầu và mở rộng quy trình sản xuất protein tái tổ hợp, kháng thể và các sản phẩm sinh học khác.
• Phát triển và sàng lọc quy trình lên men: Là công cụ nghiên cứu quy trình lên men, tối ưu hóa thông số quy trình và mở rộng quy mô thí điểm, nó phù hợp cho các thử nghiệm so sánh nhanh các điều kiện lên men khác nhau.