از چه مواد در یک بیوراکتور از جنس استنلس استیل علاوه بر فولاد ضد زنگ استفاده می شود؟

وقتی صحبت از بیوراکتورهای استیل ضدزنگ می شود ، بیشتر مردم بلافاصله از فولاد ضد زنگ به عنوان ماده اصلی فکر می کنند. من به عنوان تأمین کننده پیشرو در بیوراکتورهای فولادی ضد زنگ ، من اینجا هستم که مواد دیگری را که نقش مهمی در این قطعات اساسی دارند ، روشن کنم. در حالی که فولاد ضد زنگ ستون فقرات ساختاری را تشکیل می دهد ، از طیف وسیعی از مواد تکمیلی برای اطمینان از عملکرد ، دوام و ایمنی بهینه در عملیات بیوراکتور استفاده می شود.

مواد مهر و موم شده

یکی از مهمترین جنبه های بیوراکتور ، حفظ یک محیط نشتی است. این جایی است که مواد آب بندی شده به بازی می روند. حلقه های O معمولاً در بیوراکتورهای استیل ضدزنگ برای جلوگیری از نشت محیط کشت ، گازها یا سایر مواد استفاده می شود. محبوب ترین مواد برای حلقه های O- سیلیکون و الاستومرهای فلوروکربن است.

حلقه های سیلیکون به دلیل انعطاف پذیری عالی و زیست سازگاری بسیار شناخته شده اند. آنها می توانند در برابر طیف گسترده ای از دما ، از زیر - صفر تا درجه حرارت نسبتاً زیاد مقاومت کنند و آنها را برای شرایط مختلف زیست محیطی مناسب می کنند. سیلیکون همچنین در برابر بسیاری از مواد شیمیایی که معمولاً در بیوراکتورها استفاده می شود ، مانند اسیدهای خفیف و پایه مقاوم است. علاوه بر این ، بافت نرم آن امکان ایجاد مهر و موم مناسب در برابر سطوح ضد زنگ - فولادی بدون ایجاد آسیب را فراهم می کند.

از طرف دیگر ، الاستومرهای فلوروکربن مقاومت شیمیایی برتر را ارائه می دهند. آنها می توانند در برابر قرار گرفتن در معرض اسیدهای قوی ، حلالها و مواد شیمیایی تهاجمی که ممکن است در طی برخی از محصولات بیوپسی وجود داشته باشد ، مقاومت کنند. حلقه های فلوروکربن O - سفت تر از سیلیکون ها هستند اما هنوز یک مهر و موم مؤثر را فراهم می کنند. مقاومت بالای آنها در برابر حمله شیمیایی ، یکپارچگی طولانی مدت سیستم آب بندی بیوراکتور را تضمین می کند و خطر آلودگی و حفظ استریل محیط کشت را کاهش می دهد.

واشر

واشر نوع دیگری از مواد آب بندی است که در بیوراکتورهای استیل ضدزنگ استفاده می شود. آنها به طور معمول از موادی مانند PTFE (Polytetrafluoroethylene) یا EPDM (اتیلن پروپیلن دیین مونومر) ساخته می شوند. واشرهای PTFE در برابر گرما ، مواد شیمیایی و اصطکاک بسیار مقاوم هستند. آنها ضریب اصطکاک کم دارند ، به این معنی که می توان آنها را در طی مراحل نگهداری یا تمیز کردن به راحتی نصب و حذف کرد. PTFE همچنین با اکثر مواد غیر واکنشی است و آن را برای استفاده در بیوراکتورهایی که در آن خلوص محیط کشت از اهمیت بالایی برخوردار است ، ایده آل می کند.

واشرهای EPDM به دلیل مقاومت عالی در آب و هوا و خاصیت ارتجاعی آنها ارزش دارند. آنها می توانند یک مهر و موم خوب را حتی در شرایط تغییر محیطی مانند دما و رطوبت حفظ کنند. EPDM همچنین در برابر آب ، بخار و بسیاری از مواد شیمیایی رایج مقاوم است و آن را به یک انتخاب قابل اعتماد برای آب بندی اتصالات و اتصالات در بیوراکتورها تبدیل می کند.

سنسورها و پروب ها

سنسورها و پروب ها مؤلفه های اساسی یک بیوراکتور از جنس استنلس استیل هستند زیرا داده های واقعی را در مورد پارامترهای مختلف مانند دما ، pH ، اکسیژن محلول و غلظت زیست توده ارائه می دهند. این دستگاه ها از انواع مواد ساخته شده اند.

برای سنسورهای دما ، پلاتین یک ماده متداول است. پلاتین دارای مقاومت بسیار پایدار است - دما ، که امکان اندازه گیری دقیق دما را فراهم می کند. این می تواند در برابر دمای بالا مقاومت کند و در برابر خوردگی مقاوم است و آن را برای استفاده در محیط سخت یک بیوراکتور مناسب می کند.

پروب های pH اغلب از غشای شیشه ای استفاده می کنند. غشای شیشه ای به یونهای هیدروژن موجود در محلول حساس است و امکان اندازه گیری مقدار pH را فراهم می کند. شیشه مورد استفاده در این پروب ها به طور خاص تدوین شده است که از نظر شیمیایی مقاوم است و پاسخ پایدار در طیف گسترده ای از مقادیر pH را ارائه می دهد. علاوه بر این ، الکترودهای موجود در پروب pH به طور معمول از موادی مانند کلرید نقره ای/نقره ای ساخته شده اند که پایدار هستند و می توانند یک سیگنال الکتریکی قابل اعتماد ایجاد کنند.

سنسورهای اکسیژن محلول ممکن است از موادی مانند طلا و نقره استفاده کنند. کاتد طلا و آند نقره در این سنسورها یک سلول الکتروشیمیایی ایجاد می کنند که می تواند غلظت اکسیژن محلول در محیط کشت را اندازه گیری کند. این فلزات برای پایداری و توانایی تسهیل واکنشهای الکتروشیمیایی لازم برای اندازه گیری دقیق اکسیژن انتخاب می شوند.

پوشش

در بعضی موارد ، بیوراکتورهای استیل ضدزنگ ممکن است با مواد اضافی برای تقویت عملکرد آنها پوشانده شوند. یکی از این پوشش ها یک لایه انفعال است. Passivation یک درمان شیمیایی است که یک لایه اکسید نازک و محافظ بر روی سطح فولاد ضد زنگ تشکیل می دهد. این لایه به جلوگیری از خوردگی کمک می کند و باعث می شود فولاد ضد زنگ در برابر اثرات محیط کشت و مواد تمیز کننده مقاوم تر شود.

نوع دیگر پوشش ، پوشش غیر چوب است. پوشش های غیر چوب ، مانند PTFE ، می توانند در سطوح داخلی بیوراکتور اعمال شوند. این باعث کاهش چسبندگی سلول ها ، پروتئین ها و سایر مواد به دیواره های بیوراکتور می شود و تمیز و نگهداری آن را آسان تر می کند. پوشش های غیر چوب همچنین به جلوگیری از تشکیل بیوفیلم ها کمک می کند ، که می تواند منبع آلودگی در بیوراکتورها باشد.

مواد عایق

برای حفظ دمای پایدار در داخل بیوراکتور ، از مواد عایق استفاده می شود. مواد عایق رایج شامل فایبرگلاس و فوم پلی اورتان است. عایق فایبرگلاس از الیاف شیشه ای ریز ساخته شده است که هوا را به دام می اندازد و عایق حرارتی عالی را فراهم می کند. این سبک وزن است ، نصب آن آسان است و می تواند در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کند. فایبرگلاس همچنین در برابر آتش و مواد شیمیایی مقاوم است و آن را به یک انتخاب ایمن برای استفاده در بیوراکتورها تبدیل می کند.

عایق فوم پلی اورتان به دلیل راندمان عایق بالا شناخته شده است. می توان آن را بر روی سطح بیوراکتور پاشید ، مطابق با شکل آن و یک لایه عایق یکپارچه فراهم کرد. فوم پلی اورتان دارای هدایت حرارتی کم است که به به حداقل رساندن انتقال حرارت بین بیوراکتور و محیط اطراف آن کمک می کند ، باعث کاهش مصرف انرژی و حفظ دمای مداوم تر در داخل بیوراکتور می شود.

اجزای همزن و مخلوط کردن

هم بزنید و میکسرها برای اطمینان از توزیع مناسب مواد مغذی ، گازها و سلول های موجود در بیوراکتور بسیار مهم هستند. پروانه های این دستگاه های همزن اغلب از فولاد ضد زنگ ساخته می شوند ، اما ممکن است دارای پوشش های اضافی نیز باشند یا از مواد کامپوزیت ساخته شوند.

برخی از پروانه ها برای بهبود مقاومت در برابر سایش با موادی مانند سرامیک پوشانده شده اند. روکش های سرامیکی می توانند در برابر نیروهای ساینده تولید شده در هنگام همزن مقاومت کنند ، به خصوص در بیوراکتورهایی که محیط کشت حاوی ذرات جامد یا مایعات ویسکوزیته زیاد است.

از مواد کامپوزیت مانند پلیمرهای تقویت شده کربن - فیبر نیز می توان برای ساخت پروانه استفاده کرد. این مواد نسبت وزن بالایی به وزن را ارائه می دهند ، به این معنی که پروانه ها می توانند به گونه ای سبک و در عین حال قوی باشند که به اندازه کافی قوی باشند تا در برابر فشارهای مکانیکی همزن مقاومت کنند. این می تواند میزان مصرف انرژی سیستم همزن را کاهش داده و بازده کلی بیوراکتور را بهبود بخشد.

لوله و لوله کشی

از لوله و لوله کشی برای اتصال اجزای مختلف بیوراکتور و انتقال مایعات در داخل و خارج از سیستم استفاده می شود. مواد مورد استفاده برای لوله و لوله کشی شامل PVC (پلی وینیل کلرید) ، سیلیکون و فولاد ضد زنگ است.

لوله پی وی سی معمولاً برای کاربردهای کم فشار استفاده می شود. این نسبتاً ارزان ، انعطاف پذیر و برش و اتصال آسان است. PVC در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم است و می تواند برای حمل آب ، رسانه های کشت و برخی از مواد شیمیایی غیر تهاجمی مورد استفاده قرار گیرد.

لوله سیلیکون بسیار انعطاف پذیر و زیست سازگار است. می توان آن را به راحتی استریل کرد و آن را برای استفاده در برنامه های استریل مناسب کرد. لوله های سیلیکون نیز در برابر درجه حرارت بالا مقاوم است و می تواند برای حمل مایعات گرم یا گازها مورد استفاده قرار گیرد.

از لوله کشی از جنس استنلس استیل برای کاربردهای فشار زیاد و برای حمل و نقل مایعات خورنده یا خلوص بالا استفاده می شود. فولاد ضد زنگ قوی ، بادوام و مقاوم در برابر خوردگی است و از یکپارچگی طولانی مدت سیستم لوله کشی در بیوراکتور اطمینان می دهد.

در شرکت ما ، ما اهمیت استفاده از مواد با کیفیت بالا را در بیوراکتورهای فولادی ضد زنگ خود درک می کنیم. ما طیف وسیعی از محصولات را ارائه می دهیم ، از جملهسیستم بیوراکتور فولادی ضد زنگ چند موازیباپیکربندی دوقلو استاینلز بیوراکتور فولادیوتبیوراکتورهای استیل ضد زنگ مخلوط مغناطیسیبشر هر یک از این محصولات با ترکیب مناسب مواد برای تأمین نیازهای خاص مشتریان طراحی شده است.

اگر در بازار یک بیوراکتور فولادی ضد زنگ با کیفیت بالا هستید یا در مورد مواد مورد استفاده در محصولات ما سؤالی دارید ، ما شما را ترغیب می کنیم تا برای یک بحث دقیق با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما آماده است تا در یافتن بهترین راه حل برای نیازهای زیست محیطی خود به شما کمک کند.

منابع

• "اصول مهندسی بیوراکتور" توسط مایکل ال شولر و فیکرت کارگی.
• "فولاد ضد زنگ: یک راهنمای فنی" توسط ASM International.
• برگه های مختلف فنی از تهیه کنندگان مواد مانند DuPont (برای PTFE) و Dow Corning (برای سیلیکون).