Glas-Photobioreaktor

Glas-Photobioreaktor für photosynthetische Zellkulturen

Glas-Photobioreaktoren werden zur Simulation der Wachstumsbedingungen für Photosynthese, photosynthetisierende Bakterien und Algen verwendet und eignen sich für die Forschung im Bereich der Photosynthese, der grünen Chemie und der Herstellung von Bioprodukten.

Beschreibung

Übersicht über den Glas-Photobioreaktor

Der Glas-Photobioreaktor ist mit einer Reihe von Kontrollfunktionen wie Temperatur, Rührwerk, gelöster Sauerstoff, pH-Wert, Nachfüllung, Lichtintensität usw. ausgestattet, die für die Kultivierung einer Vielzahl von Mikroorganismen oder Pflanzenzellen in einer stabilen und einstellbaren Umgebung genutzt werden können.

Der Tank des Glas-Photobioreaktors besteht aus hochfestem Silizium-Bor-Glas mit hoher Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit. Die Innen- und Außenflächen sind hochglanzpoliert, was eine Kontamination wirksam verhindert und eine klare Beobachtung des Materials ermöglicht. Darüber hinaus ist der Glas-Photobioreaktor mit internen und externen Lichtquellen ausgestattet, mit denen die Wellenlänge und Intensität des Lichts je nach Bedarf angepasst werden kann, um den Anforderungen verschiedener photosynthetischer Prozesse gerecht zu werden.

Beleuchtungsvorrichtung

  • Verwendet eine externe Abdeckung oder eine interne eingebettete Lichtquelle, um einen gleichmäßigen Lichteffekt zu erzielen.
  • Die Farbe, Wellenlänge und Intensität der Lichtquelle können entsprechend den experimentellen Anforderungen angepasst werden, um Photosynthese-Bedingungen für Mikroorganismen oder Pflanzenzellen zu schaffen.
  • Geeignet für biologische Reaktionsforschung zur Photosynthese von Algen, Mikroorganismen und Pflanzenzellen.

Tankdesign

  • Tankvolumenbereich: von 0,5 Litern bis 15 Litern, Arbeitsvolumen bis zu 70 %.
  • Hergestellt aus hochtemperaturbeständigem Silizium-Bor-Glas, um eine effiziente Wärmeübertragung und Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten.
  • Der Tankdeckel aus Edelstahl 316L ist mit mehreren Schnittstellen ausgestattet, z. B. für pH-Wert, gelösten Sauerstoff, Temperatur und andere Elektrodenanschlüsse, um die Echtzeitüberwachung einer Reihe von Parametern zu gewährleisten.

Temperaturregelsystem

  • Temperaturregelungsbereich: 20 °C bis 65 °C, um den Anforderungen der Niedrigtemperaturfermentation und der mikrobiellen Kultur gerecht zu werden.
  • Mit ummantelter Wasserbad-Elektroheizung, automatischer Regelung der Fermentationstemperatur und intelligenter PID-Steuerung zur Gewährleistung der Genauigkeit der Temperaturregelung, Präzision bis zu ± 0,2 °C.

Gasfluss- und Belüftungssystem

  • Durch den Einsatz eines importierten Filters für die sterile Luftfilterung erreicht die Filtergenauigkeit 0,2 μm, um die Sterilität des Kultivierungsprozesses zu gewährleisten.
  • Ausgestattet mit einem Online-Durchflussmesser zur automatischen Anpassung des Gasflusses, der Einstellbereich reicht von 0 bis 8 l/min und passt sich dem Gasbedarf unter verschiedenen Fermentationsbedingungen an.

Kontrolle des gelösten Sauerstoffs und des pH-Werts

  • Die Kontrolle des gelösten Sauerstoffs erfolgt über eine Online-Elektrode für gelösten Sauerstoff und kann mit der Drehzahl, der Nachfüllung und anderen Parameterkontrollen verknüpft werden. Die Messgenauigkeit beträgt ±3 %, die Auflösung 0,1 %.
  • Die pH-Kontrolle erfolgt mithilfe importierter Elektroden und Peristaltikpumpen zur automatischen Zugabe von Säure und Lauge. Der pH-Wert kann mit dem Nachfüllprozess verknüpft werden, die Kontrollgenauigkeit beträgt ± 0,02.

Automatische Nachfüll- und Entschäumungssteuerung

  • Das Peristaltikpumpensystem sorgt für einen automatischen Nachfüllfluss und die Nachfüllung kann so eingestellt werden, dass das Material nachgefüllt wird, z. B. mit konstanter Geschwindigkeit oder exponentieller Nachfüllung.
  • Automatisches PID-Entschäumungs-Kontrollsystem zur Echtzeitüberwachung von Schaum, automatische Zugabe von Entschäumer zur Gewährleistung der Stabilität des Fermentationsprozesses.

Funktionsprinzip

  1. Optimierung der Licht- und Wachstumsbedingungen:Der Kern des Glas-Photobioreaktors liegt in seinem Lichtsystem, das natürliche Lichtbedingungen simuliert und Wellenlängen und Lichtintensitäten bereitstellt, die für die Photosynthese geeignet sind. Algen, Mikroorganismen usw. führen durch die Einwirkung von Licht Photosynthese durch, um die erforderliche Biomasse und Metaboliten zu produzieren. Die integrierte oder externe Lichtquelle kann je nach den Bedürfnissen der Reaktanten angepasst werden, um ein effizientes Zellwachstum zu gewährleisten.
  2. Temperatur- und pH-Kontrolle:Temperaturregelsystem durch das ummantelte Wasserbad zum Heizen und Kühlen, um sicherzustellen, dass die Temperatur im Reaktor innerhalb des voreingestellten Bereichs gehalten wird, um sich an die Wachstumsbedürfnisse verschiedener Mikroorganismen oder Algen anzupassen. pH-Regelsystem durch die Detektionselektrode und die Peristaltikpumpe zum automatischen Hinzufügen von Säure und Lauge, um den geeigneten Säuregrad und die Alkalität des Kulturmediums aufrechtzuerhalten und den Stoffwechsel der Organismen zu fördern.
  3. Sauerstoffübertragung und Rühren:Mechanisches Rühren von oben oder Rühren mit Magnetkupplung gewährleistet die gleichmäßige Durchmischung der Materialien im Reaktor und fördert den effektiven Transfer von Sauerstoff und Nährstoffen, wodurch Totraum oder Konzentrationsgradienten vermieden werden. Die DO-Elektrode überwacht den Gehalt an gelöstem Sauerstoff in Echtzeit, um sicherzustellen, dass die Mikroorganismen unter geeigneten Sauerstoffbedingungen wachsen.
  4. Gasfluss und Nachfüllung:Der Gasfluss wird automatisch durch einen Präzisionsdurchflussmesser geregelt, um eine stabile Sauerstoffversorgung zu gewährleisten und eine Stagnation der Kultur aufgrund unzureichender Gasversorgung zu vermeiden. Das Nachfüllsystem passt die Nachfüllmenge automatisch an die Veränderungen von DO und pH an, um den Stoffwechsel und die Wachstumsrate der Mikroorganismen zu optimieren.

Anwendungsbereiche

  • Bioenergie:Für Algen-Biokraftstoffe, wie z. B. die Biodieselproduktion, kann der Photobioreaktor die natürlichen Lichtverhältnisse simulieren, die Wachstumseffizienz der Algen verbessern, die Lipidakkumulation steigern und die Produktion von Biokraftstoffen fördern.
  • Umweltschutz:Bei der Abwasserbehandlung und dem Abbau von Schadstoffen können Photobioreaktoren photosynthetische Bakterien oder Algen kultivieren und durch die Absorption schädlicher Substanzen und die Umwandlung von Abfällen in harmlose Substanzen eine Umweltsanierung bewirken.
  • Lebensmittel und Ernährung:Zur Kultivierung von Lebensmittelhefe, Probiotika und anderen Mikroorganismen zur Herstellung von natürlichen Farbstoffen, Vitaminen, Aminosäuren usw. Die hohe Effizienz der Photosynthese fördert das schnelle Wachstum von Mikroorganismen und die Fülle an Metaboliten.
  • Arzneimittel und biologische Produkte:Photobioreaktoren werden zur Herstellung von Antibiotika, Impfstoffen, Enzymen und anderen biologischen Arzneimitteln verwendet und bieten eine kontrollierte Umgebung, um die großtechnische Produktion von Mikroorganismen oder Zellen zu fördern.
  • Grüne Chemie und Stoffwechseltechnik:Bei der Herstellung von Naturprodukten wie natürlichen organischen Säuren, Enzymen, Antibiotika usw. wird die Photosynthese genutzt, um die Produktausbeute zu steigern und die Entwicklung der grünen Chemie und des Metabolic Engineering zu fördern.