راکتورهای آزمایشگاهی

راکتورهای آزمایشگاهی برای رشد سلول ها و حاوی واکنش ها استفاده می شوند. آنها برای آزمایش های مقیاس کوچک در زمینه هایی مانند سینتیک و مطالعات بازده طراحی شده اند. این منطقه محصول شامل فلاسک های لرزشی، بیوراکتورهای کوچک و سایر محصولاتی است که می توان از آنها برای تکمیل ارزیابی اقتصادی اولیه استفاده کرد. 

نمایش همه تولیدکنندگان راکتورهای آزمایشگاهی

طرح های راکتور

طراحی یک راکتور آزمایشگاهی بر قابلیت های پردازش آن تأثیر می گذارد. پایگاه داده تکصـــان شامل محصولاتی است که از این طرح های راکتور استفاده می کنند. 

• راکتورهای حباب دار دستگاه های بلندی هستند که از هوا به تنهایی برای مخلوط کردن محتویات خود استفاده می کنند.

• راکتورهای انتقال هوایی شبیه راکتورهای ستون حبابی هستند، اما حاوی یک لوله کشش هستند. به طور معمول، این لوله داخلی گردش خون و انتقال اکسیژن را بهبود می بخشد در حالی که نیروهای برشی را در راکتور یکسان می کند.

• راکتورهای سلولی لخته شده با اجازه دادن به لخته شدن سلول ها را حفظ می کنند. آنها عمدتاً در تصفیه فاضلاب استفاده می شوند.

• راکتورهای بستر سیال از ذرات کوچک برای ایجاد سطح بزرگی استفاده می کنند که سلول ها می توانند به آن بچسبند. این امر سرعت بالایی از انتقال اکسیژن و مواد مغذی به سلول ها را ممکن می کند. در راکتورهای بستر سیال، ذرات با مایع حرکت می کنند.

• راکتورهای بستر بسته شده با مایع حرکت نمی کنند. ساخت و کارکرد آنها نسبتاً ساده است، اما ممکن است از انسداد و انتقال ضعیف اکسیژن رنج ببرند.

• راکتورهای مخزن همزن از همزن های مکانیکی با پروانه برای مخلوط کردن و توزیع گرما و مواد استفاده می کنند.  

عملیات راکتور

علاوه بر طراحی محصول، خریداران راکتورهای آزمایشگاهی باید یک حالت عملیاتی را نیز مشخص کنند: دسته ای، پیوسته و فید-بچ. هر حالت در زیر توضیح داده شده است.

• راکتورهای دسته ای ساده ترین نوع حالت کار راکتور هستند. در این حالت، راکتور با محیط پر می شود و اجازه داده می شود تا تخمیر ادامه یابد. هنگامی که تخمیر به پایان رسید، محتویات برای پردازش پایین دست تخلیه می شود. سپس راکتور تمیز می شود، دوباره پر می شود، دوباره تلقیح می شود و فرآیند تخمیر دوباره شروع می شود. راکتورهای دسته ای نسبت به راکتورهای پیوسته بازده کمتری دارند و باید به طور مرتب خاموش شوند تا سرعت رشد باکتری ها به حداقل برسد.

• راکتورهای پیوسته می توانند سلول ها را بی حرکت کنند. محیط تازه به طور مداوم اضافه می شود و مایع بیوراکتور به طور مداوم حذف می شود. در نتیجه، سلول ها به طور مداوم محیط تازه را دریافت می کنند در حالی که مواد زائد و سلول ها به طور مداوم برای پردازش حذف می شوند. بنابراین راکتور می تواند برای مدت طولانی بدون نیاز به خاموش شدن کار کند.

• راکتورهای دسته ای فدرال متداول ترین نوع در صنعت هستند. Fresh med به طور مداوم یا دوره ای به بیوراکتور اضافه می شود. با این حال، بر خلاف یک راکتور پیوسته، حذف مداوم وجود ندارد. زمانی که راکتور پر می شود یا تخمیر به پایان می رسد، تخمیر خالی یا تا حدی خالی می شود. همانند راکتور پیوسته، دستیابی به بهره وری بالا با محصولات فید بچ امکان پذیر است. سرعت رشد سلول ها را می توان با کنترل سرعت جریان خوراک ورودی به راکتور بهینه کرد. 

کنترل و اندازه گیری

راکتورهای آزمایشگاهی می‌توانند سطح اکسیژن محلول، سطح pH نمونه، سرعت همزن، دمای محتویات آن یا میزان کف‌کردن را کنترل کنند. کف کردن شدید در ظرف تخمیر ممکن است باعث آلودگی یا از دست دادن مواد شود که هر یک از این موارد باعث کاهش بازده و بی اعتبار شدن داده های تجربی می شود.

برای اندازه گیری، راکتورهای آزمایشگاهی ممکن است مجهز به حسگر اکسیژن محلول، یک سیستم سنجش سطح یا یک عنصر حسگر دمای داخلی باشند. بسته به پارامترهای کنترل و اندازه گیری، مشخصات کلیدی عملکرد شامل تعداد ظروف، حجم ظرف، سرعت همزن و محدوده دما می باشد.

منبع

globalspec