מפרמנטור זכוכית עם העברה אווירית וסטריליזציה מחוץ לאתר

סקירה כללית על מתקן תסיסה מזכוכית עם העברת אוויר

המבנה העיקרי של מתקן התסיסה מזכוכית עם הרמת אוויר מורכב ממכל זכוכית בורון סיליקון שקוף מאוד ואביזרי נירוסטה 316L, הנמצא בשימוש נרחב במכוני מחקר מדעיים, פיתוח פיילוטים, ביו-פרמצבטיקה, תסיסת מזון והנדסה סביבתית ותחומים אחרים.

מכל התסיסה מזכוכית עם הרמת אוויר משתמש בגז כמקור כוח, יוצר זרימה דו-שלבית של גז-נוזל דרך מערכת האוורור התחתונה, ומבצע זרימה כלפי מעלה תחת פעולת צילינדר המנחה כדי להשיג ערבוב אחיד ואספקת חמצן מלאה. מכל התסיסה מזכוכית עם הרמת אוויר הוא פשוט במבנהו, קל לניקוי ולסטריליזציה, ומתאים לגידול תאים רגישים לגזירה בקנה מידה גדול, כגון פטריות, מיקרואצות, תאי צמחים ותאי בעלי חיים.

תכונות

• מיכל ויזואליזציה שקוף ביותר: עשוי מחומר זכוכית בורון סיליקון עמיד בלחץ ובטמפרטורה, בשילוב עם כיסוי נירוסטה 316L ומערכת מקלט, עם עמידות טובה בפני קורוזיה ויציבות כימית, נוח למפעילים לצפות במצב נוזל התסיסה בזמן אמת.
• ללא עיצוב ערבוב מכני: שימוש במצב ערבוב זרימת נוזלים המונע על ידי אוויר, בהסתמך על תחתית האוויר באמצעות היווצרות זרימת בועות עולות, שימוש בגז להנעת הנוזל בתוך ומחוץ לצילינדר העירוי ליצירת שדה זרימה מחזורית, כדי להשיג ערבוב אחיד.
• תכנון מדעי של צילינדר המנחה: צילינדר המנחה המובנה משפר את יעילות הפרדת הגז-נוזל, מייעל את מסלול הזרימה ומשפר את יעילות העברת החמצן. הפרעת הערבוב הנוצרת על ידי שיטת הרמת הגז היא קלה, ומנעה ביעילות נזק לגזירה של התאים.
• כוח גזירה קטן, יכולת הסתגלות חזקה: מתאים למיקרואורגניזמים או תאים הרגישים לכוח מכני, כגון אקטינומיצטים, פטריות פילמנטריות, מיקרואצות, קווי תאים צמחיים וכדומה.
• ניצול גז גבוה, יעילות העברת חמצן מצוינת: מגע גז-נוזל מספיק, ניצול חמצן גבוה. עם המאוורר המיקרו-נקבובי ניתן לשפר עוד יותר את ערך KLa (מקדם העברת חמצן כולל), המתאים לתרבית מיקרוביאלית עם דרישה גבוהה לחמצן.
• נפח גמיש: טווח המפרט מכסה 10 ליטר עד 100 ליטר ודגמים אחרים, כדי לענות על קנה המידה השונה של היישומים, ממעבדה ועד רמת פיילוט, יחס המילוי הנוזלי הוא גבוה ככל 75%-90%, חוסך מקום ומשפר את היעילות.

עקרון הפעולה

עבודת מתקן התסיסה מזכוכית עם הרמת אוויר מסתמכת על הזרמת אוויר ממכשיר האוורור התחתון, המניע את נוזל התסיסה לעלות לאורך צילינדר המנחה תחת פעולת ציפת הגז, ואז ליפול מחוץ לצילינדר כדי ליצור מחזור רציף. שדה זרימת מחזור פנאומטי זה משפר את הערבוב, מגביר את קצב העברת המסה ושומר ביעילות על ההומוגניות של סביבת התרבית.

מכיוון שאין חלקים מסתובבים בשיטת העלייה הפנאומטית, היא אינה מייצרת כוח גזירה במהירות גבוהה, מה שמספק הגנה טובה לתאים שבירים ומתאים לתרבית בתרחיף של תאי צמחים או תאי בעלי חיים וכו'. המערכת גם מאפשרת ניטור ובקרה מקוונים טובים של טמפרטורה, pH, DO, ויש לה מודולי פונקציות הניתנים להרחבה, כגון מילוי אוטומטי והסרת קצף.

תחומי יישום

• תרבות מיקרואצות ופיתוח אנרגיה ביולוגית: מתאים לגידול מיקרואצות פוטוסינתטיות כגון ספירולינה, רודוקוקוס אורנטיום, כלורלה וכו', המשמשות להפקת חלבוני אצות, כלורופילים, קרוטנואידים וחומרים ביולוגיים פעילים אחרים, ונמצאות בשימוש נרחב בתחומי המזון הבריא, הקוסמטיקה והביודיזל.
• תרביות תאים ורקמות צמחיות: בשימוש נרחב בסוגים רבים של תאים צמחיים, תאים בתמיסה, תרביות שורשים שעירים, לייצור מטבוליטים משניים של צמחי מרפא, כגון פקליטקסל, סאפונין ג'ינסנג וכו', המתאימים לדרישות ייצור ברמת GMP.
• תרביות פטריות פילמנטיות ואקטינומיצטים: כגון Penicillium, Streptomyces ומינים אחרים, מיקרואורגניזמים אלה הם מורכבים, קלים להסתבכות, הערבוב המכני המסורתי מוביל בקלות לשבירת התפטיר, ומיכל ההרמה האווירית מאפשר להימנע מבעיה זו ביעילות.
• תרביות תאים של בעלי חיים: בשל כוח גזירה נמוך, ניתן להשתמש בו לתרבית תאים של יונקים כגון CHO, HEK293 וכו'. הוא מתאים לסינון ראשוני ולהגברת תהליכים של חלבונים רקומביננטיים, נוגדנים וייצור ביו-פרמצבטי אחר.
• פיתוח תהליך תסיסה וסינון: ככלי למחקר תהליכי תסיסה, אופטימיזציה של פרמטרי תהליך והגדלת פיילוט, הוא מתאים לבדיקת השוואה מהירה של תנאי תסיסה שונים.