стъклен фотобиореактор за фотосинтетична клетъчна култура

Общ преглед на стъкления фотобиореактор

Стъкленият фотобиореактор е оборудван с редица контролни функции, като температура, разбъркване, разтворен кислород, pH, попълване, интензивност на светлината и др., които могат да се използват за култивиране на различни микроорганизми или растителни клетки в стабилна и регулируема среда.

Стъкленият фотобиореактор е изработен от високоякостно силициево-борно стъкло с висока температурна и корозионна устойчивост, а вътрешната и външната повърхност са полирани до огледална гладкост, което ефективно предотвратява замърсяването и осигурява ясна видимост на материала. Освен това стъкленият фотобиореактор е проектиран с вътрешни и външни източници на светлина, които могат да регулират дължината на вълната и интензивността на светлината според нуждите, за да се адаптират към изискванията на различни фотосинтетични процеси.

Осветително устройство

• Използвайте външен капак или вътрешен вграден светлинен източник, за да осигурите равномерен светлинен ефект.
• Цветът, дължината на вълната и интензивността на светлинния източник могат да бъдат персонализирани според експерименталните изисквания, за да се осигурят условия за фотосинтеза на микроорганизми или растителни клетки.
• Подходящ за биологични реакционни изследвания на фотосинтезата на водорасли, микроорганизми и растителни клетки.

Дизайн на резервоара

• Обем на резервоара: от 0,5 литра до 15 литра, работен обем до 70%.
• Изработен от устойчиво на високи температури силициево-борно стъкло, за да се осигури ефективен топлообмен и устойчивост на корозия.
• Капакът на резервоара от неръждаема стомана 316L е оборудван с множество интерфейси, като pH, разтворен кислород, температура и други гнезда за електроди, за да се осигури наблюдение в реално време на редица параметри.

Система за контрол на температурата

• Диапазон на регулиране на температурата: от 20 °C до 65 °C, за да отговори на нуждите на нискотемпературната ферментация и микробната култура.
• Използва електрическо отопление с водна баня с двойна стена, автоматично регулиране на температурата на ферментация, интелигентно PID управление, за да се гарантира точността на контрола на температурата, с точност до ± 0,2 °C.

Система за газови потоци и аериране

• Използва се внесен филтър за стерилна филтрация на въздуха, прецизността на филтрацията достига 0,2μm, за да се гарантира стерилността на процеса на култивиране.
• Оборудван с онлайн дебитомер за автоматично регулиране на газовия поток, диапазонът на регулиране е от 0 до 8 л/мин, адаптирайки се към потребността от газ при различни условия на ферментация.

Контрол на разтворения кислород и pH

• Контролът на разтворения кислород се открива чрез онлайн електрод за разтворен кислород и може да бъде свързан с контрол на скоростта на въртене, попълване и други параметри, точност на измерване ±3%, разделителна способност 0,1%.
• Контролът на pH се извършва с помощта на внесени електроди и перисталтични помпи за автоматично добавяне на киселина, алкали, pH може да бъде свързан с процеса на попълване, точността на контрола е ± 0,02.

Автоматично попълване и контрол на обезпеняването

• Системата с перисталтични помпи осигурява автоматичен поток на допълване и може да бъде настроена да допълва материала, например с постоянна скорост, експоненциално допълване.
• Автоматична PID система за контрол на обезпеняването с наблюдение на пяната в реално време, автоматично добавяне на обезпенител, за да се гарантира стабилността на процеса на ферментация.

Принцип на работа

1. Оптимизиране на светлинните условия и условията за растеж:Сърцевината на стъкления фотобиореактор се състои в неговата светлинна система, която симулира естествени светлинни условия и осигурява дължини на вълните и интензитет на светлината, подходящи за фотосинтеза. Водораслите, микроорганизмите и др. извършват фотосинтеза чрез действието на светлината, за да произведат необходимата биомаса и метаболити. Вграденият или външният източник на светлина може да се регулира според нуждите на реагентите, за да се осигури ефективен клетъчен растеж.
2. Контрол на температурата и pH:Система за контрол на температурата чрез водна баня с двойна стена за нагряване и охлаждане, за да се гарантира, че температурата вътре в реактора се поддържа в предварително зададения диапазон, за да се адаптира към нуждите на растежа на различни микроорганизми или водорасли. Система за контрол на pH чрез детекторния електрод и перисталтичната помпа за автоматично добавяне на киселина и алкали, за да се поддържа подходяща киселинност и алкалност на културалната среда, с цел да се стимулира метаболизма на организмите.
3. Пренос на кислород и разбъркване:Горното механично разбъркване или разбъркване с магнитно съединение осигурява равномерното смесване на материалите в реактора и насърчава ефективния трансфер на кислород и хранителни вещества, като се избягва мъртвото пространство или концентрационният градиент. DO електродът следи нивото на разтворения кислород в реално време, за да гарантира, че микроорганизмите растат в подходящи кислородни условия.
4. Газов поток и попълване:Газовият поток се регулира автоматично от прецизен дебитомер, за да се осигури стабилно подаване на кислород и да се избегне стагнация на културата поради недостатъчно подаване на газ. Системата за попълване автоматично регулира количеството на попълването според промените в DO и pH, за да оптимизира метаболизма и скоростта на растеж на микроорганизмите.

Области на приложение

• Биоенергия:За биогорива от водорасли, като например производството на биодизел, фотобиореакторът може да симулира естествените светлинни условия, да подобри ефективността на растежа на водораслите, да ускори натрупването на липиди и да стимулира производството на биогорива.
• Опазване на околната среда:При пречистването на отпадъчни води и разграждането на замърсители фотобиореакторите могат да култивират фотосинтетични бактерии или водорасли и да постигнат ефект на възстановяване на околната среда чрез абсорбиране на вредни вещества и превръщане на отпадъците в безвредни вещества.
• Храни и хранене:Използва се за култивиране на хранителна мая, пробиотици и други микроорганизми за производство на естествени оцветители, витамини, аминокиселини и др. Високата ефективност на фотосинтезата спомага за бързия растеж на микроорганизмите и изобилието на метаболити.
• Фармацевтични и биологични продукти:Използвани за производството на антибиотици, ваксини, ензими и други биологични лекарства, фотобиореакторите осигуряват контролирана среда, която спомага за мащабното производство на микроорганизми или клетки.
• Зелена химия и метаболитно инженерство:При производството на натурални продукти, като натурални органични киселини, ензими, антибиотици и др., фотосинтезата се използва за повишаване на добива на продукта и насърчаване на развитието на зелената химия и метаболитното инженерство.