lasinen fotobioreaktori fotosynteettisten soluviljelmien viljelyyn

Lasinen fotobioreaktori – yleiskatsaus

Lasinen fotobioreaktori on varustettu useilla säätötoiminnoilla, kuten lämpötila, sekoitus, liuennut happi, pH, täydennys, valon voimakkuus jne., joita voidaan käyttää erilaisten mikro-organismien tai kasvisolujen viljelyyn vakaassa ja säädettävissä olevassa ympäristössä.

Lasisen fotobioreaktorin säiliö on valmistettu korkealämpötilankestävästä ja korroosionkestävästä korkealujuuksisesta piiborilasista, ja sen sisä- ja ulkopinnat on kiillotettu peilipintaisiksi, mikä estää tehokkaasti kontaminaation ja mahdollistaa materiaalin selkeän havainnoinnin. Lisäksi lasinen fotobioreaktori on varustettu sisäisillä ja ulkoisilla valonlähteillä, joiden avulla valon aallonpituutta ja voimakkuutta voidaan säätää eri fotosynteettisten prosessien vaatimusten mukaan.

Valaistuslaite

• Käytä ulkoista peitetyyppiä tai sisäistä upotettua valonlähdettä tasaisen valotehosteen aikaansaamiseksi.
• Valonlähteen väri, aallonpituus ja intensiteetti voidaan räätälöidä kokeellisten vaatimusten mukaan, jotta mikro-organismeille tai kasvisoluille voidaan tarjota fotosynteesin edellyttämät olosuhteet.
• Sopii biologisen reaktion tutkimukseen levien, mikro-organismien ja kasvisolujen fotosynteesistä.

Säiliön rakenne

• Säiliön tilavuus: 0,5–15 litraa, käyttö tilavuus enintään 70 %.
• Valmistettu korkean lämpötilan kestävästä silikoniborilasista, joka takaa tehokkaan lämmönsiirron ja korroosionkestävyyden.
• 316L ruostumattomasta teräksestä valmistettu säiliön kansi on varustettu useilla liitännöillä, kuten pH-, liuenneen hapen, lämpötilan ja muiden elektrodien liitännöillä, jotta useita parametreja voidaan seurata reaaliajassa.

Lämpötilan säätöjärjestelmä

• Lämpötilan säätöalue: 20 °C – 65 °C, jotta se vastaa matalan lämpötilan fermentaation ja mikrobiviljelyn tarpeita.
• Käytössä on vaippavesiuuni, automaattinen fermentointilämpötilan säätö ja PID-älykäs ohjaus, jotka takaavat lämpötilan säätelyn tarkkuuden, tarkkuus ± 0,2 °C.

Kaasuvirtaus- ja ilmastusjärjestelmä

• Käytössä on tuotu suodatin steriilin ilman suodattamiseen, suodatustarkkuus on 0,2 μm, mikä varmistaa viljelyprosessin steriiliyden.
• Varustettu online-virtausmittarilla kaasun virtauksen automaattiseen säätämiseen, säätöalue on 0–8 l/min, mukautuen kaasun tarpeeseen eri fermentointiedellytyksissä.

Liuenneen hapen ja pH:n säätö

• Liuenneen hapen säätö mitataan online-liuenneen hapen elektrodilla, ja se voidaan yhdistää pyörimisnopeuden, täydennyksen ja muiden parametrien säätöön. Mittaustarkkuus on ±3 % ja resoluutio 0,1 %.
• pH-säätö tapahtuu tuontielektrodeilla ja peristalttisilla pumpuilla, jotka lisäävät automaattisesti happoa ja emästä. pH voidaan yhdistää täyttöprosessiin, ja säätötarkkuus on ± 0,02.

Automaattinen täydennys ja vaahdonpoisto

• Peristalttinen pumppujärjestelmä tarjoaa automaattisen täyttövirtauksen, ja täyttö voidaan asettaa täyttämään materiaalia, kuten vakionopeudella tai eksponentiaalisella täytöllä.
• Automaattinen PID-vaahtoamisen hallintajärjestelmä valvoo vaahtoa reaaliajassa ja lisää automaattisesti vaahtoamisenestoainetta fermentointiprosessin vakauden varmistamiseksi.

Toimintaperiaate

1. Valon ja kasvuolosuhteiden optimointi:Lasisen fotobioreaktorin ydin on sen valojärjestelmä, joka simuloi luonnollisia valo-olosuhteita ja tarjoaa fotosynteesille sopivat aallonpituudet ja valon voimakkuuden. Levät, mikro-organismit jne. suorittavat fotosynteesiä valon vaikutuksesta tuottaakseen tarvittavaa biomassaa ja metaboliitteja. Sisäänrakennettua tai ulkoista valonlähdettä voidaan säätää reagoivien aineiden tarpeiden mukaan tehokkaan solujen kasvun varmistamiseksi.
2. Lämpötilan ja pH:n säätö:Lämpötilan säätöjärjestelmä, jossa on vaippavesiallas lämmitykseen ja jäähdytykseen, varmistaa, että reaktorin sisälämpötila pysyy ennalta asetetulla alueella, jotta se sopii eri mikro-organismien tai levien kasvutarpeisiin. pH:n säätöjärjestelmä, jossa on tunnistusalue ja peristalttinen pumppu, lisää automaattisesti happoa ja emästä, jotta viljelyalustan happamuus ja emäksisyys pysyvät sopivina ja edistää organismien aineenvaihduntaa.
3. Hapen siirto ja sekoitus:Yläosan mekaaninen sekoitus tai magneettinen kytkentäsekoitus varmistaa materiaalien tasaisen sekoittumisen reaktorissa ja edistää hapen ja ravinteiden tehokasta siirtoa välttäen kuolleita tiloja tai pitoisuusgradientteja. DO-elektrodi valvoo liuenneen hapen tasoa reaaliajassa varmistaakseen, että mikro-organismit kasvavat sopivissa happiolosuhteissa.
4. Kaasuvirtaus ja täydennys:Kaasuvirtausta säädetään automaattisesti tarkalla virtausmittarilla, jotta hapen syöttö pysyy vakaana ja vältetään viljelyn pysähtyminen riittämättömän kaasun syötön vuoksi. Täydennysjärjestelmä säätää täydennysmäärää automaattisesti DO- ja pH-arvojen muutosten mukaan mikro-organismien aineenvaihdunnan ja kasvunopeuden optimoimiseksi.

Sovellusalueet

• Bioenergia:Leväbiopolttoaineiden, kuten biodieselin tuotannossa, fotobioreaktori voi simuloida luonnollisia valo-olosuhteita, parantaa levien kasvun tehokkuutta, tehostaa lipidien kertymistä ja edistää biopolttoaineen tuotantoa.
• Ympäristönsuojelu:Jäteveden käsittelyssä ja epäpuhtauksien hajoamisessa fotobioreaktorit voivat viljellä fotosynteettisiä bakteereja tai leviä ja saavuttaa ympäristön kunnostuksen vaikutuksen absorboimalla haitallisia aineita ja muuntamalla jätteet vaarattomiksi aineiksi.
• Elintarvikkeet ja ravitsemus:Käytetään elintarvikehiivan, probioottien ja muiden mikro-organismien viljelyyn luonnollisten väriaineiden, vitamiinien, aminohappojen jne. tuottamiseksi. Fotosynteesin korkea tehokkuus edistää mikro-organismien nopeaa kasvua ja metaboliittien runsautta.
• Lääkkeet ja biologiset tuotteet:Fotobioreaktoreita käytetään antibioottien, rokotteiden, entsyymien ja muiden biologisten lääkkeiden tuotantoon. Ne tarjoavat kontrolloidun ympäristön, joka edistää mikro-organismien tai solujen laajamittaista tuotantoa.
• Vihreä kemia ja metabolinen suunnittelu:Luonnollisten tuotteiden, kuten luonnollisten orgaanisten happojen, entsyymien, antibioottien jne. tuotannossa fotosynteesiä hyödynnetään tuotteiden saannon parantamiseksi ja vihreän kemian ja metabolisen insinööritaidon kehittämiseksi.