Взгляд на системы ферментеров и биореакторов

Ферментер обычно используется для микробных процессов, таких как производство спиртов или антибиотиков, где основное внимание уделяется росту и метаболизму микроорганизмов. Биореактор, с другой стороны, является более широким термином, который охватывает системы, используемые как для микробных, так и для клеточных культур, включая клетки млекопитающих или растений, и может включать более сложный контроль и мониторинг параметров.

Вопрос 2: Чем биореактор для культивирования клеток отличается от лабораторного ферментера-биореактора ?

Биореактор для клеточной культуры специально разработан для удовлетворения деликатных потребностей выращивания и поддержания клеток, часто с точным контролем таких факторов, как плотность клеток, состав среды и факторы роста. Биореактор-лабораторный ферментер больше ориентирован на проведение экспериментов и оптимизацию процессов ферментации в меньших масштабах в лабораторных условиях.

Вопрос 3: Какие параметры обычно контролируются в ферментационном биореакторе ?

Общие параметры включают температуру, pH, уровень растворенного кислорода, скорость перемешивания, подачу питательных веществ и давление. Эти параметры имеют решающее значение для обеспечения оптимального роста и производительности организмов или клеток внутри реактора.

Вопрос 4: Можно ли использовать эти биореакторы как для периодических, так и для непрерывных процессов?

Да, большинство современных биореакторов можно настроить как на периодический процесс (когда все ингредиенты добавляются в начале), так и на непрерывный процесс (когда свежая среда непрерывно добавляется, а продукты непрерывно удаляются) в зависимости от конкретных требований эксперимента или производства.

Вопрос 5: Как обеспечивается стерильность в ферментере или биореакторе?

Стерильность поддерживается посредством строгих процедур очистки и стерилизации перед использованием. Компоненты могут быть автоклавированы, а реактор часто работает в асептических условиях. Фильтры используются для предотвращения попадания загрязняющих веществ, а система спроектирована так, чтобы минимизировать риск проникновения микробов.

Вопрос 6: Какие системы мониторинга обычно используются в этих биореакторах?

Датчики для таких параметров, как температура, pH, растворенный кислород и плотность клеток, являются обычным явлением. Кроме того, могут быть также включены системы для измерения концентрации метаболитов, состава газа и давления. Эти данные часто собираются и анализируются в режиме реального времени для внесения необходимых корректировок в процесс.

Вопрос 7: Как достигается масштабируемость при переходе от лабораторного к промышленному биореактору ?

Масштабируемость подразумевает поддержание схожих соотношений площади поверхности к объему, обеспечение адекватной передачи массы и тепла, а также адаптацию систем управления для обработки больших объемов и скоростей потока. Математические модели и пилотные исследования часто используются для прогнозирования и оптимизации производительности в большем масштабе.

Вопрос 8: Какие сложности возникают при эксплуатации ферментационного биореактора?

К числу некоторых проблем относятся поддержание постоянных условий во всем реакторе, предотвращение загрязнения, борьба с пенообразованием, оптимизация использования питательных веществ и управление сложными системами управления.

Вопрос 9: Можно ли выращивать разные типы организмов или клеток в одном и том же биореакторе?

Это зависит от их совместимости с точки зрения требований к росту и потенциальных взаимодействий. Могут потребоваться особые соображения и корректировки параметров процесса, если различные организмы или клетки должны культивироваться одновременно.

Вопрос 10: Насколько важен выбор материалов для строительства биореактора?

Выбор материалов имеет решающее значение, поскольку он влияет на биосовместимость, долговечность, устойчивость к коррозии и простоту стерилизации. Такие материалы, как нержавеющая сталь, часто предпочитают из-за их прочности и способности выдерживать суровые условия процесса.