stekleni fotobioreaktor

stekleni fotobioreaktor za fotosintetsko celično kulturo

Stekleni fotobioreaktorji se uporabljajo za simuliranje rastnih pogojev fotosinteze, fotosintetizirajočih bakterij in alg ter so primerni za raziskave, povezane s fotosintezo, zeleno kemijo in proizvodnjo bioproizvodov.

Opis

Pregled steklenega fotobioreaktorja

Stekleni fotobioreaktor je opremljen s številnimi kontrolnimi funkcijami, kot so temperatura, mešanje, raztopljen kisik, pH, dopolnjevanje, svetlobna intenzivnost itd., ki se lahko uporabljajo za gojenje različnih mikroorganizmov ali rastlinskih celic v stabilnem in nastavljivem okolju.

Stekleni fotobioreaktor je izdelan iz visokotrdnega silicij-borovega stekla, ki je odporno proti visokim temperaturam in koroziji, notranja in zunanja površina pa sta sijajno polirani, kar učinkovito preprečuje onesnaženje in omogoča jasno opazovanje materiala. Poleg tega je stekleni fotobioreaktor opremljen z notranjimi in zunanjimi svetlobnimi viri, ki lahko prilagajajo valovno dolžino in intenzivnost svetlobe glede na potrebe različnih fotosintetskih procesov.

Svetlobna naprava

  • Uporabite zunanji pokrov ali notranji vgrajeni svetlobni vir, da zagotovite enakomeren svetlobni učinek.
  • Barvo, valovno dolžino in intenzivnost svetlobnega vira je mogoče prilagoditi glede na eksperimentalne zahteve, da se zagotovijo pogoji za fotosintezo mikroorganizmov ali rastlinskih celic.
  • Primerno za raziskave bioloških reakcij fotosinteze alg, mikroorganizmov in rastlinskih celic.

Oblika rezervoarja

  • Obseg prostornine rezervoarja: od 0,5 litra do 15 litrov, delovna prostornina do 70 %.
  • Izdelan iz visokotemperaturno odpornega silicij-borovega stekla, ki zagotavlja učinkovit prenos toplote in odpornost proti koroziji.
  • Pokrov rezervoarja iz nerjavečega jekla 316L je opremljen z več vmesniki, kot so pH, raztopljen kisik, temperatura in drugi priključki za elektrode, da se zagotovi spremljanje številnih parametrov v realnem času.

Sistem za nadzor temperature

  • Območje nadzora temperature: od 20 °C do 65 °C, da se zadovoljijo potrebe fermentacije pri nizki temperaturi in mikrobne kulture.
  • Uporaba električnega gretja z vodno kopeljo z ovojem, avtomatsko uravnavanje temperature fermentacije, inteligentno krmiljenje PID za zagotavljanje natančnosti nadzora temperature, natančnost do ± 0,2 °C.

Sistem pretoka plina in prezračevanja

  • Z uporabo uvoženega filtra za sterilno filtriranje zraka natančnost filtriranja doseže 0,2 μm, kar zagotavlja sterilnost procesa gojenja.
  • Opremljen z merilnikom pretoka za samodejno nastavitev pretoka plina, obseg nastavitve je od 0 do 8 l/min, prilagaja se porabi plina v različnih pogojih fermentacije.

Nadzor raztopljenega kisika in pH

  • Nadzor raztopljenega kisika se zazna s spletno elektrodo za raztopljen kisik in se lahko poveže z nadzorom hitrosti vrtenja, dopolnjevanjem in drugimi parametri, natančnost merjenja je ±3 %, ločljivost pa 0,1 %.
  • Nadzor pH se izvaja z uvoženimi elektrodami in peristaltičnimi črpalkami za samodejno dodajanje kisline, alkalij, pH se lahko poveže s procesom dopolnjevanja, natančnost nadzora je ± 0,02.

Avtomatsko dopolnjevanje in nadzor penjenja

  • Peristaltični črpalni sistem za avtomatski pretok dopolnjevanja in dopolnjevanja se lahko nastavi za dopolnjevanje materiala, na primer s konstantno hitrostjo, eksponentnim dopolnjevanjem.
  • Avtomatski PID sistem za nadzor penjenja v realnem času spremlja penjenje in samodejno dodaja sredstvo proti penjenju, da se zagotovi stabilnost fermentacijskega procesa.

Načelo delovanja

  1. Optimizacija svetlobnih in rastnih pogojev:Jedro steklenega fotobioreaktorja je v njegovem svetlobnem sistemu, ki simulira naravne svetlobne pogoje in zagotavlja valovne dolžine in svetlobno intenzivnost, primerne za fotosintezo. Alge, mikroorganizmi itd. izvajajo fotosintezo z delovanjem svetlobe, da proizvedejo potrebno biomaso in metabolite. Vgrajeni ali zunanji svetlobni vir se lahko prilagodi glede na potrebe reagentov, da se zagotovi učinkovita rast celic.
  2. Nadzor temperature in pH:Sistem za nadzor temperature prek vodne kopeli z ovojem za ogrevanje in hlajenje, da se zagotovi, da se temperatura znotraj reaktorja ohrani v prednastavljenem območju, da se prilagodi potrebam rasti različnih mikroorganizmov ali alg. Sistem za nadzor pH prek detekcijske elektrode in peristaltične črpalke za samodejno dodajanje kisline in alkalij, da se ohrani ustrezna kislost in alkalnost gojišča, da se spodbudi metabolizem organizmov.
  3. Prenos kisika in mešanje:Mešalnik na vrhu ali mešalnik z magnetnim sklopom zagotavlja enakomerno mešanje materialov v reaktorju in spodbuja učinkovit prenos kisika in hranil, pri čemer se izogiba mrtvemu prostoru ali koncentracijskemu gradientu. DO elektroda v realnem času spremlja raven raztopljenega kisika, da se zagotovi rast mikroorganizmov v ustreznih kisikovih pogojih.
  4. Pretok plina in dopolnjevanje:Pretok plina se samodejno prilagaja s pomočjo natančnega merilnika pretoka, da se zagotovi stabilna oskrba s kisikom in prepreči zastoj kulture zaradi nezadostne oskrbe s plinom. Sistem dopolnjevanja samodejno prilagaja količino dopolnjevanja glede na spremembe DO in pH, da se optimizira metabolizem in hitrost rasti mikroorganizmov.

Področja uporabe

  • Bioenergija:Za biogorivo iz alg, kot je proizvodnja biodizla, lahko fotobioreaktor simulira naravne svetlobne pogoje, izboljša učinkovitost rasti alg, poveča kopičenje lipidov in spodbuja proizvodnjo biogoriva.
  • Varstvo okolja:Pri čiščenju odpadnih voda in razgradnji onesnaževalcev lahko fotobioreaktorji gojijo fotosintetske bakterije ali alge in dosežejo učinek obnove okolja z absorpcijo škodljivih snovi in pretvorbo odpadkov v neškodljive snovi.
  • Hrana in prehrana:Uporabljajo se za gojenje prehranske kvasovke, probiotikov in drugih mikroorganizmov za proizvodnjo naravnih barvil, vitaminov, aminokislin itd. Visoka učinkovitost fotosinteze spodbuja hitro rast mikroorganizmov in obilje metabolitov.
  • Farmacevtski in biološki proizvodi:Fotobioreaktorji se uporabljajo za proizvodnjo antibiotikov, cepiv, encimov in drugih bioloških zdravil ter zagotavljajo nadzorovano okolje za spodbujanje proizvodnje mikroorganizmov ali celic v velikem obsegu.
  • Zelena kemija in presnovno inženirstvo:Pri proizvodnji naravnih proizvodov, kot so naravne organske kisline, encimi, antibiotiki itd., se fotosinteza uporablja za povečanje donosa proizvodov in spodbujanje razvoja zelene kemije in presnovnega inženirstva.