Serbatoio bioreattore fermentatore in acciaio inox bioreattore

Un bioreattore è un complesso dispositivo tecnologico progettato per simulare processi biologici all'interno o in natura, al fine di promuovere e controllare la crescita, la riproduzione o le attività metaboliche di organismi (come microrganismi, cellule, tessuti o organi) all'esterno del corpo. I bioreattori sono ampiamente utilizzati in vari settori, come biotecnologia, farmaceutica, protezione ambientale, alimentare e agricoltura. Le applicazioni specifiche includono, a titolo esemplificativo,:

Fermentazione microbica: Nell'industria farmaceutica, i bioreattori sono spesso usati per la fermentazione microbica su larga scala per produrre antibiotici, amminoacidi, acidi organici e altri prodotti biologici.
Coltura cellulare: Nel campo della biomedicina, i bioreattori vengono utilizzati per coltivare cellule animali o umane, come la produzione di farmaci proteici ricombinanti come farmaci insulinici e anticorpali, o la conduzione di amplificazione di cellule staminali e ricerca di ingegneria tissutale.
3. Bonifica del suolo contaminato: Reattori elevati e altre attrezzature possono essere utilizzati per trattare il suolo contaminato da materia organica, accelerando la biodegradazione degli inquinanti ottimizzando le condizioni di crescita delle comunità microbiche.
4. Bioreattori geneticamente modificati: Si riferisce all'uso di tecnologie di ingegneria genetica per modificare animali (come pecore, mucche) o piante per produrre proteine farmacologiche specifiche. Tali organismi stessi sono come bioreattori naturali che possono produrre i componenti di farmaco necessari per gli esseri umani nel loro latte o tessuti.
Enzima immobilizzato o reattore cellulare: Immobilizzando l'enzima o la cellula su un veicolo attraverso la tecnologia di immobilizzazione, si forma un biocatalizzatore stabile per ottenere reazioni catalitiche continue ed efficienti.

La progettazione dei bioreattori richiede la considerazione di molteplici fattori chiave, tra cui temperatura, valore del pH, ossigeno disciolto, alimentazione di nutrienti, stress da taglio, inibizione del prodotto, efficienza di miscelazione, ecc., ed è tipicamente dotato di sistemi di controllo e monitoraggio di precisione per regolare e ottimizzare le condizioni operative in tempo reale, garantendo l'efficacia e la sicurezza dei processi biologici.

VOLUME NOMINALE: 10L,15L,30L,50L,70L,100L,150L,200L

Coefficiente di carico del liquido:  ≥70%

Configurazione serbatoio:  

Acciaio inox SUS316/SUS304;

Controllo della temperatura della camicia, design di deviazione ottimizzato;

Lucidatura di superfici interne, Ra≤0.6μm; lucidatura di superfici esterne o trattamento opaco;

Ampio angolo visivo vetro spia a barra lunga, elettrodo PH, elettrodo OD, elettrodo di temperatura con collegamenti completi;          

Il coperchio del serbatoio è dotato di apertura per inoculazione fiamma e di apertura di alimentazione di riserva.

Sistema di agitazione

Sistema di agitazione meccanica superiore , sistema di tenuta meccanica asettica , motore di agitazione CC o motore CA;

Configurazione standard palette piatte a 2 strati , palette antischiuma ad alta efficienza di prima classe , palette di piegatura e palette a flusso assiale sono opzionali;

Controllo della velocità disponibile , impostazione digitale del controllo della velocità di rotazione.

Modalità struttura  

Struttura a pavimento, ingombro ridotto,   funzionamento pratico.

Sistema di ventilazione  

Ventilazione profonda, tubo in acciaio inox;

Ventilazione profonda di liquido;

Display flussometro rotore in vetro, display manometro, regolazione manuale del flusso della valvola;

Dotato di filtro tedesco Sartorius ad alta efficienza per la rimozione dei batteri con guscio in acciaio inox con precisione di  0.01μm;

È necessaria aria compressa esterna , dotata di stabilizzatore di pressione per la rimozione dell'acqua di alta qualità per un'alimentazione d'aria continua e stabile;

Il regolatore del flusso di massa è opzionale per controllare automaticamente il flusso d'aria.

Controllo della pressione del serbatoio  

La luce di scarico superiore è dotata di un manometro con indicatore per visualizzare la pressione del serbatoio. La valvola in acciaio inox adotta il comando manuale.

Il trasmettitore di pressione importato opzionale e la valvola di controllo automatico realizzano controllo automatico della pressione del serbatoio

Controllo della temperatura

Ispezione online , impostazione digitale , commutazione libera tra controllo automatico e manuale;

Sonda di temperatura PT-100;

Controllo elettrico della temperatura di riscaldamento e acqua di raffreddamento esterna per il controllo automatico della temperatura.

Controllo DEL PH

Ispezione in linea , pompa peristaltica a 2 vie alimentazione incrementale automatica di soluzione acida o alcalina per la regolazione;

L'elettrodo PH importato consente di disinfettare il vapore ad alta temperatura.

Ossigeno disciolto (DO)

Ispezione online , con un intervallo di 0-100% o 0-200%;

L'elettrodo OD importato realizza la disinfezione a vapore ad alta temperatura;

Comando opzionale, collegato con velocità di rotazione e ventilazione.

Controllo alimentazione  

Configurazione standard 1-way pompa peristaltica tempo di alimentazione proporzionale incrementale , con visualizzazione e registrazione del volume di alimentazione incrementale.

Modalità di disinnescamento  

Elettrodo in schiuma di tipo conduttivo , allarme automatico in caso di situazione anomala di schiuma;

Configurazione standard pompa peristaltica a 1 via alimentazione incrementale automatica/manuale dell'agente di disappannamento , con visualizzazione e registrazione del volume di alimentazione incrementale.

Sistema di controllo

Controller PLC Siemens touchscreen a colori con funzioni complete e funzionamento stabile .

Modalità di sterilizzazione  

SIP , controllo manuale

Caratteristiche dell'attrezzatura

SIP  , sicurezza e affidabilità ;

Senza rischio di perdite durante la guida;

Ampio vetro spia verticale ad angolo visivo con osservazione chiara;

Varie modalità di inoculazione affidabili (configurazione standard porta di inoculazione di fiamma, porta di inoculazione a pressione differenziale e altre forme opzionali);

Vasca a pavimento con un aspetto bellissimo;

Facilità di utilizzo, montaggio e smontaggio;

È possibile ordinare prodotti con specifiche speciali;

Opzionale

Alimentazione a più vie

Sterilizzazione automatica

Pesata dei materiali alimentati

4.pesatura del corpo del serbatoio

Bypass ossigeno ricco

Ispezione online di 6.ORP

Controllo e controllo automatico della portata aria

8.controllo online del contenuto di O2,CO2 del gas di coda

9.controllo online del contenuto di metanolo (alcool)

La tecnologia bioreattore coinvolge più tecnologie core e sistemi di supporto correlati. Di seguito sono riportati alcuni punti tecnici chiave:

1. Tecnologia di trasferimento e miscelazione dei materiali: • sistema di miscelazione: Garantire la distribuzione uniforme di microrganismi, cellule o biomassa nel contenitore, utilizzando solitamente un agitatore o un dispersore di gas per ottenere la miscelazione, per garantire la distribuzione uniforme di nutrienti, ossigeno e prodotti nel mezzo di reazione progettazione fluidodinamica: Progettare ragionevolmente la modalità di flusso di fluido all'interno del reattore, come la miscelazione assiale, la miscelazione radiale, o i metodi di miscelazione composita, per assicurare una buona efficienza di trasferimento di massa.
2. Tecnologia di controllo della temperatura: • sensori di temperatura e sistemi di controllo della temperatura: Mantenere una temperatura costante o programmata all'interno del reattore, che è fondamentale per la crescita e il metabolismo di microrganismi o cellule.
3. Tecnologia di regolazione del pH: • monitoraggio e regolazione del pH online: I sottoprodotti generati durante il processo di reazione biologica possono modificare il valore del pH del sistema, pertanto per mantenere l'intervallo di pH ideale sono necessari il monitoraggio in tempo reale e l'aggiunta automatica di alcali o acidi.
4. Tecnologia di controllo dell'ossigeno disciolto: • sistema di diffusione del gas: L'ossigeno viene fornito al liquido attraverso metodi quali l'aerazione microporosa e l'agitazione ad elica, garantendo che i microrganismi o le cellule abbiano sufficiente ossigeno disciolto per il metabolismo respiratorio.
5. Integrazione di nutrienti e tecnologia di scarico dei rifiuti: • flusso continuo o sistema di alimentazione a lotti: Aggiungere terreno di coltura fresco o rimuovere il terreno di coltura di scarto nel reattore, come necessario, per mantenere un equilibrio ottimale dei nutrienti e l'accumulo del prodotto.
6. Tecnologia di controllo e monitoraggio dell'automazione: • sistema di acquisizione e controllo dei dati: Integrare i dati dei vari sensori, quali temperatura, pH, ossigeno disciolto, contenuto di CO2, biomassa, ecc., ottenere una gestione fine attraverso il software di automazione, e regolare i parametri operativi in tempo reale.
7. Biotecnologia fissa: • utilizzo di enzimi immobilizzati o di tecnologia cellulare immobilizzata per immobilizzare microrganismi o enzimi su un veicolo, migliorando la stabilità dei biocatalizzatori e facilitando il funzionamento continuo.
8. Tecnologia per la sicurezza e la salute: • progettare un sistema chiuso che soddisfi i requisiti GMP, utilizzare una tecnologia di funzionamento sterile per prevenire la contaminazione e disporre di un processo completo di pulizia e disinfezione (CIP/SIP). 9. Nuovo tipo di bioreattori: Ad esempio bioreattori multistadio, bioreattori a membrana (MBR), reattori a sollevamento d'aria, fotobioreattori, ecc., per progettare strutture di reattore ottimizzate per i diversi requisiti di processo biologico.

In sintesi, la tecnologia dei bioreattori copre molteplici discipline, come l'ingegneria dei processi biologici, la dinamica dei fluidi, la teoria del trasferimento di massa, la fisiologia microbica e il controllo dell'automazione, impegnandosi a realizzare processi di trasformazione biologica efficienti, stabili e controllabili. Con l'avanzamento della tecnologia, nuove tecnologie bioreattori stanno emergendo costantemente per soddisfare le più complesse esigenze della produzione biologica e della tutela ambientale.





I bioreattori possono produrre una vasta gamma di prodotti biologici, principalmente derivati dalle attività di crescita, metabolismo o espressione di microrganismi, cellule o biomolecole.

Di seguito sono riportati alcuni prodotti finali che i bioreattori possono produrre:
1. Prodotti medici: • proteine farmacologiche: Farmaci proteici terapeutici come insulina, interferone, ormone della crescita, anticorpi monoclonali, ecc. vaccini: Come vaccini a particelle virali, vaccini a subunità ricombinanti, ecc. reagenti diagnostici per la malattia, come gli anticorpi marcati con enzima nel saggio di immunoassorbimento enzimatico (ELISA).
Bioenergia: • biocarburanti: Combustibili liquidi ottenuti mediante fermentazione microbica, come etanolo e butanolo bioidrogeno: Alcuni microrganismi possono produrre idrogeno gassoso in condizioni specifiche.
3. Additivi alimentari e nutrienti: • preparati enzimatici: Enzimi ampiamente utilizzati nella lavorazione degli alimenti e nella produzione di bevande, come amilasi e lipasi ingredienti alimentari funzionali: Come probiotici, fibre alimentari, polisaccaridi funzionali, ecc.
4. Materie prime chimiche: • sostanze chimiche biobase: Quali precursori di materie plastiche biologiche, lubrificanti biobati, biosurfattanti, ecc. prodotti fermentati: Acidi organici e composti alcolici quali acido lattico, acido citrico, acetone butanolo, ecc.
5. Governance ambientale: • agenti bioremediatori: Agenti microbici utilizzati per il trattamento delle acque reflue o la bonifica del suolo desolforatore biologico: Utilizzo di microrganismi per rimuovere i solfuri dai gas nocivi.
6. Applicazioni di ricerca scientifica: Vari strumenti di biologia molecolare, quali proteine ricombinanti e RNA, utilizzati nella ricerca scientifica di base.

In sintesi, i bioreattori svolgono un ruolo cruciale nell'industria moderna della biotecnologia, ottimizzando i processi biologici per ottenere una produzione su larga scala e l'applicazione commerciale di vari prodotti biologici.


L'installazione e il debug di un bioreattore è un compito meticoloso e professionale, che copre più fasi e punti tecnici. Di seguito è riportata una panoramica dei passaggi principali dell'installazione e del debug dei bioreattori:
Fase di installazione
1. Preparazione in loco: • accertarsi che l'area di installazione sia pulita, livellata, priva di polvere e conforme alle norme sulla biosicurezza e sulla sicurezza elettrica predisporre fondazioni o telai di supporto appropriati in base al peso e alle dimensioni dell'apparecchiatura.
2. Posizionamento dell'attrezzatura: Utilizzare gli attrezzi di sollevamento e il personale appropriati, maneggiare e posizionare correttamente il corpo principale e le apparecchiature ausiliarie del bioreattore secondo le istruzioni, quali controller, apparecchiature elettriche, tubazioni e strumenti.
3. Collegamento delle tubazioni: Installare le tubazioni di ingresso e di uscita, le tubazioni di circolazione, le tubazioni di ventilazione, le tubazioni per la pulizia dei liquidi, le tubazioni di scarico, ecc., e assicurarsi che tutti i collegamenti siano sigillati in modo affidabile per evitare perdite.
4. Impianti elettrici: Gli elettricisti professionisti devono completare l'installazione di cavi di alimentazione, cavi di segnale, quadri di controllo e altre parti elettriche secondo i disegni elettrici, garantendo una buona messa a terra e un'installazione stabile dei componenti elettrici.
5. Configurazione dello strumento: Installare vari sensori, quali sonde di temperatura, elettrodi per pH, misuratori di ossigeno disciolto, manometri, ecc., e calibrarli alle normali condizioni di lavoro.
6. Integrazione del sistema di controllo: • integrare il reattore con il suo sistema di controllo automatico di supporto (come PLC o DCS), impostare e debuggare vari parametri di controllo.
Fase di debug
1. Avvio preliminare: • accendere l'alimentazione, eseguire un'ispezione completa del sistema di controllo, verificare che ciascuna unità funzioni correttamente ed eseguire il programma di autotest preimpostato.
Funzionamento senza carico: Avviare il sistema di agitazione, il sistema di controllo della temperatura, il sistema di ventilazione, ecc. del reattore senza carico biologico, eseguire il debug senza carico e testare le prestazioni dell'apparecchiatura e la stabilità del sistema.
Funzionamento simulato: • utilizzare soluzioni simulate al posto dei terreni biologici effettivi per il funzionamento di prova, verificare lo stato di funzionamento dell'apparecchiatura in condizioni prossime alle condizioni operative effettive e regolare e ottimizzare le strategie di controllo.
Introduzione di Bioburden: Sulla base di piani sperimentali o di produzione, introdurre bioburden microbico o cellulare e adattarlo gradualmente alle condizioni di processo adatte alla crescita biologica e al metabolismo.
5. Ottimizzazione dei parametri di processo: In base al processo di reazione biologica, regolare dinamicamente parametri quali temperatura, valore del pH, ossigeno disciolto e alimentazione di nutrienti per ottenere la resa e la qualità ideali del prodotto.
6. Ispezione e verifica di sicurezza: • accertarsi che siano state adottate tutte le misure di sicurezza, inclusi gli allarmi di superamento dei limiti e le funzioni di arresto di emergenza efficaci, nonché eseguire la verifica dei sistemi CIP (pulizia in atto) e SIP (sterilizzazione in atto).
7. Valutazione e accettazione delle prestazioni: • testare e valutare vari indicatori di prestazioni del bioreattore, registrare i risultati del debug e condurre l'accettazione formale dopo aver soddisfatto le aspettative di progettazione e i requisiti dell'utente.
Durante l'intero processo di installazione e debug, è necessario rispettare rigorosamente le procedure operative e le norme di sicurezza. Se necessario, il personale tecnico del produttore deve essere invitato a fornire indicazioni sul posto o a collaborare con gli organismi di test di terze parti per l'accettazione. Allo stesso tempo, è necessario creare un manuale dettagliato di funzionamento e manutenzione dell'attrezzatura per garantire un funzionamento stabile e a lungo termine e la risoluzione dei problemi in futuro.

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