مرحبًا يا من هناك! كمورد للمفاعل ، كنت أغوص في عمق عالم المفاعلات الحيوية لسنوات. المفاعلات الحيوية مهمة للغاية في مختلف الصناعات ، مثل الأدوية والغذاء والمشروبات وإنتاج الوقود الحيوي. إنها في الأساس أوعية حيث تحدث ردود الفعل البيولوجية في ظل ظروف خاضعة للرقابة. لذلك ، دعونا نلقي نظرة فاحصة على الأنواع المختلفة من المفاعلات الحيوية هناك.
تحريك - مفاعلات حيوية للدبابات
واحدة من أكثر الأنواع شيوعًا هو المفاعل الحيوي للدبابات. إنه مثل وعاء خلط كبير للتفاعلات البيولوجية. في هذا الإعداد ، يوجد خزان يتم وضع الوسط البيولوجي ، مثل ثقافة الخلايا أو الكائنات الحية الدقيقة. يتم استخدام محرك ، وعادة ما يكون محركًا مدفوعًا ، لخلط المحتويات. هذا الخلط يساعد بعدة طرق. إنه يضمن توزيع العناصر الغذائية بالتساوي في جميع أنحاء الوسط ، لذلك تحصل جميع الخلايا على ما تحتاجه للنمو والازدهار. كما أنه يساعد في نقل الأكسجين. تحتاج معظم التفاعلات البيولوجية إلى الأكسجين ، ويساعد المحرك على تفكيك فقاعات الهواء وتفريقها بالتساوي في السائل ، مع التأكد من أن الخلايا يمكنها الوصول إلى الأكسجين الذي تتطلبه.
تحريك - مفاعلات حيوية للدبابات تأتي بأحجام مختلفة ، من المختبرات الصغيرة التي يمكن أن تحتفظ ببضع لترات فقط لمفاعلات الحجم الصناعية الكبيرة التي يمكن أن تحتوي على آلاف لترات. إنها متعددة الاستخدامات إلى حد ما ويمكن استخدامها لمجموعة واسعة من التطبيقات ، سواء كنت تنمو البكتيريا لإنتاج المضادات الحيوية أو الخميرة لتخمير البيرة. إذا كنت مهتمًا بمفاعل حيوي عالي الجودة - مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ ، يمكنك التحقق من لدينامفاعل كيميائي من الفولاذ المقاوم للصدأ.
مفاعلات حيوية الجوية
المفاعلات الحيوية الجوية تعمل بشكل مختلف بعض الشيء. بدلاً من استخدام ضجة ميكانيكية ، فإنها تعتمد على الهواء لإنشاء عمل الخلط. هناك جزءان رئيسيان في مفاعل حيوي للنقل الجوي: الناهض والكئة. يتم إدخال الهواء في قسم الناهض. مع ارتفاع الهواء ، فإنه يخلق فرقًا في الكثافة بين الناهض والسكان. يؤدي فرق الكثافة هذا إلى تداول السائل بين القسمين.
تتمثل ميزة المفاعلات الحيوية للنقل الجوي في أنها أقل عرضة لتلف الخلايا الحساسة مقارنةً بمجالك الحيوية المثيرة للدبابات. الخلط لطيف ، لذلك يمكن أن تنمو الخلايا التي تضررت بسهولة من قبل قوى القص بشكل أفضل في مفاعل حيوي للنقل الجوي. إنها أيضًا طاقة - فعالة لأنها لا تحتاج إلى محرك كبير لتشغيل التحريك. إذا كنت في السوق من أجل مفاعل حيوي جوي غير قابل للصدأ - لدينا ، لدينامفاعل مغلف من الفولاذ المقاوم للصدأقد يكون خيارًا رائعًا لك.
معبأة - مفاعلات حيوية للسرير
معبأة - مفاعلات حيوية للسرير هي نوع آخر. في هذه المفاعلات ، يتم تعبئة مادة الدعم الصلبة داخل العمود. يتدفق الوسط البيولوجي عبر هذا السرير المعبأ. يوفر الدعم الصلب سطحًا للخلايا أو الكائنات الحية الدقيقة. يعد هذا مفيدًا للتطبيقات التي تريد الاحتفاظ بالخلايا في موقع معين ولديها تدفق مستمر من العناصر الغذائية والمتفاعلات عليها.
على سبيل المثال ، في بعض عمليات معالجة مياه الصرف الصحي ، يمكن استخدام مفاعلات حيوية معبأة - يمكن استخدامها لإزالة الملوثات. الكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بالسرير المعبأة تحطم الملوثات بينما تتدفق مياه الصرف الصحي. أحد التحديات التي يواجهها مفاعلات حيوية معبأة - يمكن أن تكون هناك مشكلات تتعلق بالانسداد إذا كان معدل التدفق مرتفعًا جدًا أو إذا كانت هناك جزيئات كبيرة في الوسط. ولكن مع التصميم والصيانة المناسبين ، يمكن أن تكون فعالة للغاية. إذا كنت تفكرمفاعل الفولاذ المقاوم للصدأ.
مفيدة - مفاعلات حيوية للسرير
تتشابه مفاعلات Bed -Bed -Bed - المفاعلات الحيوية المعبأة - في بعض النواحي ، ولكن الفرق الرئيسي هو أن جزيئات الدعم الصلبة في حالة مفيدة. يتم ضبط التدفق الصاعد للسائل أو الغاز عبر المفاعل بحيث يتم تعليق الجزيئات الصلبة وتحركها بحرية داخل المفاعل. هذا يخلق بيئة ديناميكية للغاية حيث يكون للخلايا المرتبطة بالجزيئات وصول جيد إلى العناصر الغذائية والأكسجين.
تعتبر المفاعلات الحيوية للبيئة المميتة - رائعة للتطبيقات التي تحتاج فيها إلى ارتفاع معدل النقل الكتلي. تضمن الحركة المستمرة للجزيئات وجود تبادل مستمر للمواد بين الخلايا والوسيلة. إنها أيضًا جيدة للعمليات التي تتطلب مساحة كبيرة للتفاعلات ، مثل بعض التفاعلات الأنزيمية.
المفاعلات الحيوية للأغشية
يجمع المفاعلات الحيوية للأغشية بين العلاج البيولوجي مع ترشيح الغشاء. هناك نوعان رئيسيان: مفاعلات حيوية للأغشية المغمورة و Beacbrane Bioreactors. في مفاعل حيوي للأغشية المغمورة ، يتم وضع الأغشية مباشرة في المفاعل البيولوجي. الكائنات الحية الدقيقة تحطم المادة العضوية في الوسط ، وترشح الأغشية المواد الصلبة وغيرها من الشوائب.
المفاعلات الحيوية الغشائية الجانبية - لها أغشية خارج المفاعل البيولوجي الرئيسي. يتم ضخ جزء من نفايات المفاعل إلى وحدة الغشاء للترشيح. تستخدم المفاعلات الحيوية للأغشية على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصحي لأنها يمكن أن تنتج سائلة عالية الجودة مع مستويات منخفضة من المواد الصلبة المعلقة. إنها مفيدة أيضًا في بعض تطبيقات المعالجة الحيوية حيث تحتاج إلى فصل الخلايا أو المنتجات عن الوسط.
المفاعلات الضوئية
تم تصميم المفاعلات الضوئية خصيصًا للكائنات الضوئية مثل الطحالب. تحتاج هذه المفاعلات إلى توفير الكمية المناسبة من الضوء لتحدث التمثيل الضوئي. هناك تصميمات مختلفة من المفاعلات الضوئية ، بما في ذلك المفاعلات الضوئية الأنبوبية والضوئية المسطحة.
تتكون المفاعلات الضوئية الأنبوبية من أنابيب طويلة حيث تزرع الطحالب. عادة ما تكون الأنابيب مصنوعة من مواد شفافة بحيث يمكن أن يخترق الضوء. المسطح - المفاعلات الضوئية للوحة ، من ناحية أخرى ، لها شكل مستطيل مسطح. يمكن أن توفر مساحة سطح كبيرة للتعرض للضوء. تعتبر المفاعلات الضوئية مهمة لتطبيقات مثل إنتاج الوقود الحيوي من الطحالب أو إنتاج مركبات ذات قيمة عالية مثل الأصباغ ومضادات الأكسدة.
دفعة ، فائدة - دفعة ، ومفاعلات حيوية مستمرة
يمكننا أيضًا تصنيف المفاعلات الحيوية بناءً على وضع التشغيل الخاص بهم. المفاعلات الحيوية الدُفعات مثل الأنظمة المغلقة. يمكنك إضافة جميع العناصر الغذائية والخلايا في البداية ، ويستمر التفاعل حتى ينتهي. بمجرد اكتمال التفاعل ، يمكنك حصاد المنتجات وتنظيف المفاعل قبل بدء دفعة جديدة.
Fed - Batch Bioreactors مختلفة بعض الشيء. تبدأ بكمية معينة من الخلايا المتوسطة والخلايا ، ثم تضيف المزيد من العناصر الغذائية تدريجياً أثناء التفاعل. يتيح لك ذلك التحكم في معدل نمو الخلايا وتحسين إنتاج المنتج المطلوب.
المفاعلات الحيوية المستمرة هي أنظمة مفتوحة. يمكنك إضافة وسيط طازج باستمرار وإزالة المنتج وتنفقه. هذا يسمح بمعدل إنتاج ثابت ويمكن أن يكون أكثر كفاءة في بعض الحالات. يعتمد اختيار وضع التشغيل على المتطلبات المحددة لعمليتك ، مثل نوع الكائن الحي الذي تنمو فيه والمنتج الذي تحاول إنتاجه.
لذلك ، هناك - مجموعة من الأنواع المختلفة من المفاعلات الحيوية. كل نوع له مزاياه الخاصة وهي مناسبة للتطبيقات المختلفة. سواء كنت مختبرًا أبحاثًا صغيرًا تبحث عن مفاعل حيوي مضغوط أو مصنع صناعي كبير في حاجة إلى واحدة عالية السعة ، فقد قمنا بتغطيتك. إذا كنت مهتمًا بشراء مفاعل حيوي أو لديك أي أسئلة حول أي نوع سيكون الأفضل لاحتياجاتك ، فلا تتردد في التواصل. نحن هنا لمساعدتك في العثور على الحل الأمثل لمتطلبات المعالجة الحيوية الخاصة بك.
مراجع
- Baily ، JE ، & Ollis ، DF (1986). أساسيات الهندسة الكيميائية الحيوية. ماكجرو - هيل.
- Shuler ، ML ، & Kargi ، F. (2002). هندسة العلاج الحيوي: المفاهيم الأساسية. قاعة برنتيس.