Tinkamo bioreaktoriaus parinkimas yra labai svarbus siekiant užtikrinti sėkmingą biologinių procesų sėkmę tiek laboratorijoje, tiek pramoninio masto gamyboje. Bioreaktorių yra kelių tipų, o renkantis tinkamą reikia atsižvelgti į keletą techninių ir ekonominių veiksnių, kurie tiesiogiai įtakoja efektyvumą, našumą ir eksploatavimo išlaidas. Čia yra vadovas, padėsiantis jums pasirinkti geriausią.
Bioreaktorių tipai
Pirmas dalykas, kurį reikia apsvarstyti, yra biotechnologinio proceso, kurį ketinate atlikti, tipą. Bioprocesai paprastai skirstomi į tris pagrindines kategorijas, ir kiekvienai iš jų yra trys tinkamiausi bioreaktorių tipai:
- Partija: Šio tipo proceso metu visi elementai pridedami pradžioje ir kultūra paliekama fermentuotis tam tikrą laiką. Jis yra paprastesnis ir lengviau valdomas, todėl idealiai tinka nedidelio masto eksperimentams ar procesams su stabiliais produktais.
- Fed-batch: Čia maisto medžiagos pridedamos fermentacijos proceso metu, kad pailgėtų augimo fazė. Jis tinka didesniam kiekiui ir sudėtingesnei gamybai, nes leidžia labiau kontroliuoti ląstelių augimą ir metabolitų gamybą.
- Perfusion: Taikant šį metodą, maistinės medžiagos nuolat pridedamos ir produktai pašalinami vienu metu. Tai geriausias pasirinkimas didelio masto procesams, kai svarbiausia yra produkto nuoseklumas, tačiau taip pat reikalingas aukštesnis automatizavimo ir stebėjimo lygis.
Ląstelės ar mikroorganizmo tipas
Kitas lemiamas veiksnys yra ląstelės ar mikroorganizmo, su kuriuo dirbate, tipą. Kiekvienas ląstelių tipas turi specifinius deguonies, temperatūros, pH ir maistinių medžiagų poreikius, kurie turi įtakos bioreaktoriaus pasirinkimui. Todėl labai svarbu žinoti turimų bioreaktorių tipus ir jų pritaikymą kiekvienai ląstelei.
- Gyvūnų ląstelės: Reikalingi bioreaktoriai su švelniu maišymu, kad būtų išvengta žalos, pažangios aeracijos sistemos, kad būtų palaikomas pakankamas deguonies lygis, ir tiksliai valdoma pH ir temperatūra.
- Bakterijų ląstelės: Gali prireikti bioreaktoriaus su intensyvesniu maišymu, kad maišymas būtų vienalytis, ir energingesnė aeracija, kad būtų patenkinti deguonies poreikiai.
- Mielės arba grybai: Jie linkę augti klampesnėje terpėje, todėl jiems reikalingas bioreaktorius su tvirtesne maišymo sistema.
Mastelis
Svarbu nuo pat pradžių atsižvelgti į mastelio keitimo galimybes. Pradiniuose tyrimuose ar plėtroje naudojami bioreaktoriai turėtų būti lengvai valdomi proporcingai didinti didesnės apimties gamybai.
At TECNIC, siūlome bioreaktorius, skirtus sklandžiai perėjimas nuo laboratorinės prie pilno masto gamybos. Mūsų įranga sukurta taip, kad išlaikytų nuoseklumą ir atkuriamumą kiekviename didinimo etape, optimizuojant proceso kokybę ir efektyvumą. Jei pradėsite nuo a mažas laboratorinis bioreaktorius (1-10 l), mūsų sistemos yra pasirengusios padidinti iki 4000 l tūrio, nepažeidžiant kritinių parametrų, tokių kaip deguonies tiekimas ar maišymas, valdymo. Kiekviename etape yra skirtingų tipų bioreaktoriai, atitinkantys proceso poreikius.
Valdymo ir automatizavimo reikalavimai
Reikalingas valdymo ir automatizavimo lygis priklausys nuo proceso tipo ir nuoseklumo, kurį norite pasiekti. Šiuolaikiniai bioreaktoriai paprastai apima automatizuotas pH, deguonies, temperatūros ir maistinių medžiagų valdymo sistemas. Investavimas į pažangesnę stebėjimo ir kontrolės sistemą gali duoti daug naudos, ypač sudėtinguose ar didelio masto bioprocesuose.
Automatizavimas gali sumažinti žmogiškųjų klaidų skaičių, pagerinti atkuriamumą ir palengvinti proceso optimizavimą realiuoju laiku. Jei jūsų bioprocesas reikalauja griežto tikslumo ir nuoseklumo, aukštesnio automatizavimo laipsnio sistema bus būtina.
Vienkartiniai ir daugkartiniai bioreaktoriai
Galiausiai, svarbiausia yra tai, ar naudoti daugkartinius ar vienkartinius bioreaktorius.
- Vienkartiniai bioreaktoriai: Tai idealiai tinka nedidelio masto procesams arba serijinei gamybai. Jie pašalina poreikį valyti ir sterilizuoti tarp ciklų, o tai taupo laiką ir sumažina užteršimo riziką. Jie taip pat yra lankstūs ir gali būti greitai keičiami įvairiems projektams.
- Daugkartiniai bioreaktoriai: Tai labiau tinka didelio masto procesams, kur būtina nuolatinė gamyba. Nors jų valymui ir patvirtinimui reikia daugiau laiko ir išteklių, ilgalaikis jų naudojimas gali būti ekonomiškesnis ilgalaikėje perspektyvoje.
Išvada
Tinkamo bioreaktoriaus pasirinkimas priklauso nuo daugelio veiksnių, nuo bioproceso tipo iki specifinių bioreaktoriaus reikalavimų. ląstelės ar mikroorganizmai, didinimo ir automatizavimo bei valdymo poreikius. Kruopščiai įvertinę šiuos aspektus galėsite pasirinkti geriausiai Jūsų poreikius atitinkantį bioreaktorių, taip optimizuodami savo biotechnologinių procesų efektyvumą ir produktyvumą.
At TECNIC, siūlome platų bioreaktorių tipų asortimentą visiems bioproceso etapams, nuo laboratorijos iki pramoninės gamybos. Mūsų patirtis ir lankstūs sprendimai leidžia efektyviai padidinti savo mastą, optimizuojant laiką ir išteklius. Norėdami sužinoti daugiau, susisiekite su mumis infopatarsime, kaip galime padėti jums rasti geriausią bioreaktorių jūsų projektui.
Dažniausiai užduodami klausimai (DUK)
Labiausiai paplitę bioreaktorių tipai yra periodiniai, padavimo-partiniai ir perfusion. Kiekvienas turi specifinį pritaikymą, priklausomai nuo biotechnologinio proceso ir projekto reikalavimų.
Bioreaktoriaus pasirinkimas priklausys nuo kelių veiksnių, tokių kaip ląstelės ar mikroorganizmo tipas, gamybos apimtis ir nuo to, ar reikia padidinti procesą. Mokslinių tyrimų laboratorijose dažnai naudojami serijiniai bioreaktoriai yra populiarus pasirinkimas perfusion didesnio masto ir nuolatiniams procesams pirmenybė teikiama bioreaktoriams.
Daugkartiniai bioreaktoriai yra skirti ilgalaikiams procesams ir juos reikia išvalyti bei sterilizuoti tarp naudojimo būdų, o vienkartiniai bioreaktoriai pašalina šių procesų poreikį, todėl jie idealiai tinka projektams, kuriems reikalingas lankstumas ir mažesnė užteršimo rizika.
Renkantis bioreaktorių, svarbu atsižvelgti į elementų tipą, gamybos apimtį, lengvą padidinimą ir automatizavimo bei valdymo poreikius. Be to, lemiamą vaidmenį atlieka ir ekonominiai veiksniai, tokie kaip eksploatavimo išlaidos ir sąrankos laikas.
Padidinti masę rekomenduojama, kai laboratoriniai tyrimai yra nuoseklūs ir gamybai reikia didesnių kiekių ar efektyvumo.
