Hej tamo! Kao dobavljač bioreaktora, imao sam privilegiju ronjenja duboko u svijet ovih nevjerovatnih uređaja. Bioreactors su poput srca mnogih bioprocesa, bilo da je pivo pivo, proizvodeći farmaceutske ili razvijanje biogoriva. I ključni dio učinjavanja ovih bioreaktora efikasno su senzori. U ovom blogu hodam vas kroz vrste senzora koji se obično koriste u bioreaktorima.
Temperaturni senzori
Temperatura je super važan faktor u bioreaktorima. Različiti mikroorganizmi i biološki procesi imaju optimalne raspone temperature. Ako je temperatura previsoka ili preniska, može zabrljati rast ćelija ili efikasnost reakcije.
Jedan od najčešće korištenih temperaturnih senzora u bioreaktorima je termoelekt. ThermoCouples su prilično cool jer se temelje na efektu Seebeck-a. Kad se dva različita metala pridruže u dvije točke, a između tih točaka postoji temperaturna razlika, nastaje napon. Ovaj napon se može mjeriti i pretvoriti u očitavanje temperature. Oni su robusni, mogu se nositi sa širokim rasponom temperatura i relativno su jeftine.
Druga popularna opcija je detektor temperature otpora (RTD). RTDS radi na principu da električni otpor metala mijenja temperaturu. Oni su tačniji od termoelara, posebno u uskoj temperaturnom rasponu. Ali oni su takođe pomalo skuplji i manje robusniji.
Ako tražite visoko-tehničku opciju, infracrveni temperaturni senzori također počinju da dobivaju popularnost. Ovi senzori mjere infracrveno zračenje koje emitira objekt za određivanje temperature. Oni nisu kontaktni senzori, što znači da ne moraju dodirnuti medij unutar bioreaktora. Ovo može biti zaista korisno u situacijama u kojima ne želite kontaminirati kulturu.
PH senzori
PH nivo u bioreaktoru je kritičan. Većina bioloških procesa vrlo je osjetljiva na promjene u ph. Na primjer, ako uzgajate bakterije, mala promjena pH može usporiti njihov rast ili ih čak ubiti.
Staklene elektrode su tradicionalna Go - za mjerenje pH u bioreaktorima. Oni rade na osnovu ionske razmjene između staklene membrane i rješenja. Potencijalna razlika u membrani proporcionalna je koncentraciji hidrogen jona u otopini, što nam daje pH vrijednost. Ti su senzori precizni i pouzdani, ali treba ih redovito kalibrirati i mogu biti krhke.
Na raspolaganju su i čvrsti - na raspolaganju senzori na državnom pH. Ovi senzori koriste poluvodičke materijale za mjerenje pH. Oni su robusniji od staklenih elektroda, manje sklonih loma, i mogu se minijatizirati. To ih čini pogodnim za male - skale bioreaktori ili aplikacije u kojima je prostor ograničen.
Rastvoreni senzori kisika
Kiseonik je neophodan za mnoge aerobne biološke procese. Mjerenje rastopljenog nivoa kisika (DO) u bioreaktoru pomaže nam osigurati da mikroorganizmi imaju dovoljno kisika za rast i provođenje svojih metaboličkih aktivnosti.
Clark - Tip elektrode široko se koriste za mjerenje. Ovi senzori imaju katodu i anodu odvojenu elektrolitom i plinom - propusna membrana. Kiseonik se difundira kroz membranu i smanjuje se na katodi, generirajući struju koja je proporcionalna koncentraciji Upravljanja u rješenju.
Optički senzori su još jedna opcija. Oni koriste fluorescentnu boju koja emitira svjetlost kada je uzbuđena određenom talasnoj dužini svjetlosti. Na intenzitet emitirane svjetlosti utječe prisustvo kisika. Ovi senzori nisu invazivni, nemojte konzumirati kisik tokom mjerenja i imati dug vijek trajanja.
Senzori pritiska
Kontrola pritiska važna je u bioreaktorima, posebno u sustavima u kojima su uključeni plinovi. Na primjer, u nekim fermentacijskim procesima, pritisak se mora održavati na određenoj razini kako bi se osiguralo pravilno miješanje i sprečavanje kontaminacije.
Napetost - senzori tlaka od mjerača se obično koriste. Ovi senzori rade mjerenjem promjene električnog otpora mjerača naprezanja kada je deformiran pritiskom. Jednostavni su, pouzdani i mogu mjeriti širok spektar pritisaka.
Piezoelektrični senzori pritiska koriste se i u nekim visokim - preciznim aplikacijama. Oni generiraju električni naboj kada su izloženi pritisku. Ti se senzori imaju brzo vrijeme odziva i pogodni su za mjerenje promjena dinamičkog tlaka.
Senzori nivoa
Znajući da je nivo tečnosti u bioreaktoru ključni za kontrolu procesa. Pomaže nam da osiguramo da bioireactor ne preljeva ili ne može sušiti.
Float - Senzori nivoa tipa jedan su od najjednostavnijih i najčešće korištenih senzora nivoa. Sastoje se od plovka koji se diže i pada sa nivoom tečnosti. Mehanički ili električni prekidač aktivira se kada plovak dosegne određeni položaj, dajući nam naznaku nivoa tečnosti.
Senzori ultrazvučnog nivoa koriste ultrazvučne valove za mjerenje udaljenosti između senzora i tečne površine. Vrijeme koje je potrebno da ultrazvučni val putuje na tekuću površinu i leđa koristi se za izračunavanje nivoa tečnosti. Ti su senzori ne kontaktiraju, pogodni za širok raspon tečnosti, a mogu se koristiti u velikoj mjeri - skale bioreaktori.
Senzori zamućenosti
Zamućenost je mjera oblačnosti ili ljekovitosti tečnosti. U bioreaktoru, zamućenost može nam dati naznaku gustine ćelije ili prisutnosti suspendiranih čestica.
Nefelometrijski senzori zamućenosti mjere količinu svjetlosti raštrkane česticama u tečnosti u određenom uglu. Što više čestica postoje, to je sve svjetlost raštrkano, a veća je čitanje zamućenosti.
Apsorbancija - na bazi zamućenih senzori mjere količinu laganog apsorbira tečnosti. Kako se broj čestica u tekućim povećava, više svjetla se apsorbuje, a čitanje apsorpcije ide gore.
U našoj kompaniji nudimo niz bioreaktora poputSistem sa solidnim državnim pilotom BioreactoriBioreaktorski tenk solijskog stanjakoji su opremljeni ovim naprednim senzorima. Takođe imamoAirlift BioreactorOpcije koje osiguravaju efikasnu i pouzdanu bioprocesu.
Ako ste na tržištu za bioreaktor i želite razgovarati o tome koji su senzori najbolji za vašu određenu aplikaciju, ili ako imate bilo kakvih drugih pitanja o našim proizvodima, ne ustručavajte se da se ustručavajte. Ovdje smo da vam pomognemo da pronađete savršenu rešenje bioreaktor za vaše potrebe.
Reference
- Baily, Je i Ollis, DF (1986). Biohemijski inženjerski osnovi. McGraw - Hill.
- Shuler, ML, & Kargi, F. (2002). Bioproces inženjering: osnovni pojmovi. Prentice Hall.
- Doran, PM (1995). Principi inženjerstva bioprocesse. Akademska štampa.