skleněný fotobioreaktor pro fotosyntetickou buněčnou kulturu

Přehled skleněného fotobioreaktoru

Skleněný fotobioreaktor je vybaven řadou regulačních funkcí, jako je teplota, míchání, rozpuštěný kyslík, pH, doplňování, intenzita světla atd., které lze použít pro kultivaci různých mikroorganismů nebo rostlinných buněk ve stabilním a nastavitelném prostředí.

Nádrž skleněného fotobioreaktoru je vyrobena z vysoce pevného křemíkového borového skla s vysokou teplotní a korozní odolností a vnitřní a vnější povrchy jsou leštěny do zrcadlového lesku, což účinně zabraňuje kontaminaci a umožňuje jasné pozorování materiálu. Kromě toho je skleněný fotobioreaktor vybaven vnitřními a vnějšími světelnými zdroji, které mohou podle potřeby upravovat vlnovou délku a intenzitu světla, aby se přizpůsobily požadavkům různých fotosyntetických procesů.

Osvětlovací zařízení

• Používá se vnější kryt nebo vnitřní zabudovaný světelný zdroj, který zajišťuje rovnoměrný světelný efekt.
• Barvu, vlnovou délku a intenzitu světelného zdroje lze přizpůsobit podle experimentálních požadavků, aby byly zajištěny podmínky pro fotosyntézu mikroorganismů nebo rostlinných buněk.
• Vhodné pro biologický výzkum reakcí fotosyntézy řas, mikroorganismů a rostlinných buněk.

Konstrukce nádrže

• Rozsah objemu nádrže: od 0,5 litru do 15 litrů, pracovní objem až 70 %.
• Vyrobeno z vysokoteplotního křemíkového borového skla, které zajišťuje účinný přenos tepla a odolnost proti korozi.
• Kryt nádrže z nerezové oceli 316L je vybaven několika rozhraními, jako jsou pH, rozpuštěný kyslík, teplota a další elektrodové zásuvky, aby bylo zajištěno monitorování řady parametrů v reálném čase.

Systém regulace teploty

• Rozsah regulace teploty: 20 °C až 65 °C, aby vyhovoval potřebám fermentace při nízké teplotě a mikrobiální kultuře.
• Použití elektrického ohřevu s plášťovou vodní lázní, automatická regulace teploty fermentace, inteligentní řízení PID pro zajištění přesnosti regulace teploty, přesnost až ± 0,2 °C.

Systém proudění plynu a provzdušňování

• Díky použití importovaného filtru pro sterilní filtraci vzduchu dosahuje přesnost filtrace 0,2 μm, což zajišťuje sterilitu kultivačního procesu.
• Vybaveno online průtokoměrem pro automatické nastavení průtoku plynu, rozsah nastavení je od 0 do 8 l/min, přizpůsobující se spotřebě plynu za různých fermentačních podmínek.

Regulace rozpuštěného kyslíku a pH

• Regulace rozpuštěného kyslíku je detekována online elektrodou pro rozpuštěný kyslík a může být spojena s regulací otáček, doplňováním a dalšími parametry, přesnost měření ±3 %, rozlišení 0,1 %.
• Regulace pH pomocí importovaných elektrod a peristaltických čerpadel pro automatické přidávání kyselin, zásad, pH může být spojena s procesem doplňování, přesnost regulace ± 0,02.

Automatické doplňování a kontrola odpěňování

• Peristaltický čerpací systém zajišťuje automatický průtok doplňování a doplňování lze nastavit tak, aby doplňoval materiál, například konstantní rychlostí, exponenciálním doplňováním.
• Automatický systém regulace odpěnění PID v reálném čase monitoruje pěnu a automaticky přidává odpěňovač, aby zajistil stabilitu fermentačního procesu.

Princip fungování

1. Optimalizace světelných a růstových podmínek:Jádro skleněného fotobioreaktoru spočívá v jeho světelném systému, který simuluje přirozené světelné podmínky a poskytuje vlnové délky a intenzitu světla vhodné pro fotosyntézu. Řasy, mikroorganismy atd. provádějí fotosyntézu působením světla, aby produkovaly požadovanou biomasu a metabolity. Vestavěný nebo externí světelný zdroj lze nastavit podle potřeb reaktantů, aby byl zajištěn účinný růst buněk.
2. Regulace teploty a pH:Systém regulace teploty pomocí vodní lázně s pláštěm pro ohřev a chlazení zajišťuje, že teplota uvnitř reaktoru je udržována v přednastaveném rozsahu, aby vyhovovala růstovým potřebám různých mikroorganismů nebo řas. Systém regulace pH pomocí detekční elektrody a peristaltického čerpadla automaticky přidává kyseliny a zásady, aby udržoval vhodnou kyselost a zásaditost kultivačního média a podporoval metabolismus organismů.
3. Přenos kyslíku a míchání:Horní mechanické míchání nebo míchání magnetickou spojkou zajišťuje rovnoměrné promíchání materiálů v reaktoru a podporuje účinný přenos kyslíku a živin, čímž se zabrání vzniku mrtvého prostoru nebo koncentračního gradientu. DO elektroda monitoruje hladinu rozpuštěného kyslíku v reálném čase, aby zajistila, že mikroorganismy rostou ve vhodných kyslíkových podmínkách.
4. Průtok a doplňování plynu:Průtok plynu je automaticky regulován přesným průtokoměrem, aby byl zajištěn stabilní přísun kyslíku a nedocházelo ke stagnaci kultury v důsledku nedostatečného přísunu plynu. Doplňovací systém automaticky upravuje množství doplňovaného plynu podle změn DO a pH, aby optimalizoval metabolismus a rychlost růstu mikroorganismů.

Oblasti použití

• Bioenergie:V případě biopaliv z řas, jako je výroba bionafty, může fotobioreaktor simulovat přirozené světelné podmínky, zlepšit růstovou účinnost řas, zvýšit akumulaci lipidů a podpořit výrobu biopaliv.
• Ochrana životního prostředí:Při čištění odpadních vod a rozkladu znečišťujících látek mohou fotobioreaktory kultivovat fotosyntetické bakterie nebo řasy a dosáhnout účinku obnovy životního prostředí tím, že absorbují škodlivé látky a přeměňují odpad na neškodné látky.
• Potraviny a výživa:Používá se k pěstování potravinářských kvasinek, probiotik a dalších mikroorganismů k výrobě přírodních barviv, vitamínů, aminokyselin atd. Vysoká účinnost fotosyntézy podporuje rychlý růst mikroorganismů a hojnost metabolitů.
• Farmaceutika a biologické produkty:Fotobioreaktory se používají k výrobě antibiotik, vakcín, enzymů a dalších biologických léčiv a poskytují kontrolované prostředí pro podporu velkovýroby mikroorganismů nebo buněk.
• Zelená chemie a metabolické inženýrství:Při výrobě přírodních produktů, jako jsou přírodní organické kyseliny, enzymy, antibiotika atd., se fotosyntéza využívá ke zvýšení výtěžnosti produktů a podpoře rozvoje zelené chemie a metabolického inženýrství.