скляний фотобіореактор для фотосинтетичної культури клітин

Огляд скляного фотобіореактора

Скляний фотобіореактор оснащений рядом функцій контролю, таких як температура, перемішування, розчинений кисень, рН, поповнення, інтенсивність світла тощо, які можуть бути використані для культивування різних мікроорганізмів або рослинних клітин у стабільному та регульованому середовищі.

Скляний фотобіореактор виготовлений з високоміцного кремнієво-борового скла, що має високу термостійкість і корозійну стійкість, а внутрішня і зовнішня поверхні мають дзеркальне полірування, що дозволяє ефективно запобігати забрудненню і забезпечує чітке спостереження за матеріалом. Крім того, скляний фотобіореактор оснащений внутрішніми і зовнішніми джерелами світла, які можуть регулювати довжину хвилі і інтенсивність світла відповідно до потреб різних фотосинтетичних процесів.

Освітлювальний пристрій

• Використовується зовнішній кожух або вбудоване внутрішнє джерело світла для забезпечення рівномірного освітлення.
• Колір, довжина хвилі та інтенсивність джерела світла можуть бути налаштовані відповідно до експериментальних вимог, щоб забезпечити умови фотосинтезу для мікроорганізмів або рослинних клітин.
• Підходить для досліджень біологічних реакцій фотосинтезу водоростей, мікроорганізмів і рослинних клітин.

Конструкція резервуара

• Об’єм резервуара: від 0,5 до 15 літрів, робочий об’єм до 70%.
• Виготовлений з високотемпературного силіконового борового скла для забезпечення ефективного теплообміну та корозійної стійкості.
• Кришка резервуара з нержавіючої сталі 316L оснащена декількома інтерфейсами, такими як pH, розчинений кисень, температура та інші роз’єми для електродів, щоб забезпечити моніторинг ряду параметрів у режимі реального часу.

Система контролю температури

• Діапазон регулювання температури: від 20 °C до 65 °C, для задоволення потреб низькотемпературного бродіння та мікробної культури.
• Використання електричного нагрівання з водяною банею, автоматичне регулювання температури ферментації, інтелектуальне управління PID для забезпечення точності регулювання температури, точність до ± 0,2 °C.

Система газового потоку та аерації

• Застосовується імпортний фільтр для стерильної фільтрації повітря, точність фільтрації досягає 0,2 мкм, що забезпечує стерильність процесу культивування.
• Оснащений онлайн-витратоміром для автоматичного регулювання потоку газу, діапазон регулювання становить від 0 до 8 л/хв, що дозволяє адаптуватися до потреб у газі за різних умов ферментації.

Контроль розчиненого кисню та pH

• Контроль розчиненого кисню здійснюється за допомогою онлайн-електрода розчиненого кисню і може бути пов’язаний з контролем швидкості обертання, поповнення та інших параметрів, точність вимірювання ±3%, роздільна здатність 0,1%.
• Контроль pH за допомогою імпортних електродів і перистальтичних насосів для автоматичного додавання кислоти, лугу, pH може бути пов’язаний з процесом поповнення, точність контролю ± 0,02.

Автоматичне поповнення та контроль піноутворення

• Система перистальтичних насосів забезпечує автоматичний потік поповнення, і поповнення можна налаштувати для поповнення матеріалу, наприклад, з постійною швидкістю, експоненціальним поповненням.
• Автоматична система контролю піноутворення PID здійснює моніторинг піни в режимі реального часу, автоматично додає піногасник для забезпечення стабільності процесу ферментації.

Принцип роботи

1. Оптимізація умов освітлення та росту:Основа скляного фотобіореактора полягає в його системі освітлення, яка імітує природні умови освітлення та забезпечує довжину хвиль і інтенсивність світла, придатні для фотосинтезу. Водорості, мікроорганізми тощо здійснюють фотосинтез під дією світла для виробництва необхідної біомаси та метаболітів. Вбудоване або зовнішнє джерело світла можна регулювати відповідно до потреб реагентів для забезпечення ефективного росту клітин.
2. Контроль температури та pH:Система контролю температури за допомогою водяної бані з кожухом для нагрівання та охолодження, щоб забезпечити підтримку температури всередині реактора в заданому діапазоні, відповідно до потреб росту різних мікроорганізмів або водоростей. Система контролю pH за допомогою детекторного електрода та перистальтичного насоса для автоматичного додавання кислоти та лугу, щоб підтримувати відповідну кислотність та лужність культурального середовища, з метою сприяння метаболізму організмів.
3. Перенесення кисню та перемішування:Верхнє механічне перемішування або перемішування за допомогою магнітного з’єднання забезпечує рівномірне змішування матеріалів у реакторі та сприяє ефективному переносу кисню та поживних речовин, уникаючи мертвого простору або градієнта концентрації. Електрод DO контролює рівень розчиненого кисню в режимі реального часу, щоб забезпечити ріст мікроорганізмів у відповідних умовах кисню.
4. Потік газу та поповнення:Потік газу автоматично регулюється прецизійним витратоміром, щоб забезпечити стабільне постачання кисню та уникнути застою культури через недостатнє постачання газу. Система поповнення автоматично регулює кількість поповнення відповідно до змін DO та pH, щоб оптимізувати метаболізм та швидкість росту мікроорганізмів.

Сфери застосування

• Біоенергетика:Для виробництва біопалива з водоростей, такого як біодизель, фотобіореактор може імітувати природні умови освітлення, підвищити ефективність росту водоростей, посилити накопичення ліпідів і сприяти виробництву біопалива.
• Охорона навколишнього середовища:У процесі очищення стічних вод та розкладу забруднюючих речовин фотобіореактори можуть культивувати фотосинтезуючі бактерії або водорості та досягати ефекту відновлення навколишнього середовища шляхом поглинання шкідливих речовин та перетворення відходів у нешкідливі речовини.
• Харчування та харчування:Використовується для культивування харчових дріжджів, пробіотиків та інших мікроорганізмів для виробництва натуральних барвників, вітамінів, амінокислот тощо. Висока ефективність фотосинтезу сприяє швидкому росту мікроорганізмів і великій кількості метаболітів.
• Фармацевтичні та біологічні продукти:Використовуються для виробництва антибіотиків, вакцин, ферментів та інших біологічних препаратів. Фотобіореактори забезпечують контрольоване середовище для сприяння великомасштабному виробництву мікроорганізмів або клітин.
• Зелена хімія та метаболічна інженерія:У виробництві натуральних продуктів, таких як натуральні органічні кислоти, ферменти, антибіотики тощо, фотосинтез використовується для підвищення врожайності продуктів та сприяння розвитку зеленої хімії та метаболічної інженерії.