fotobioreattore in vetro per la coltura di cellule fotosintetiche

Panoramica del fotobioreattore in vetro

Il fotobioreattore in vetro è dotato di una serie di funzioni di controllo quali temperatura, agitazione, ossigeno disciolto, pH, rifornimento, intensità luminosa, ecc. che possono essere utilizzate per la coltivazione di una varietà di microrganismi o cellule vegetali in un ambiente stabile e regolabile.

Il serbatoio del fotobioreattore in vetro è realizzato in vetro al boro silicio ad alta resistenza alla temperatura e alla corrosione; le superfici interne ed esterne sono lucidate a specchio, in modo da prevenire efficacemente la contaminazione e garantire una chiara osservazione del materiale. Inoltre, il fotobioreattore in vetro è progettato con sorgenti luminose interne ed esterne, che possono regolare la lunghezza d’onda e l’intensità della luce in base alle esigenze dei diversi processi fotosintetici.

Dispositivo di illuminazione

• Adotta una sorgente luminosa esterna o interna incorporata per fornire un effetto luminoso uniforme.
• Il colore, la lunghezza d’onda e l’intensità della sorgente luminosa possono essere personalizzati in base ai requisiti sperimentali, al fine di fornire condizioni di fotosintesi per microrganismi o cellule vegetali.
• Adatto per la ricerca di reazioni biologiche sulla fotosintesi di alghe, microrganismi e cellule vegetali.

Design del serbatoio

• Volume del serbatoio: da 0,5 litri a 15 litri, volume di lavoro fino al 70%.
• Realizzato in vetro al boro silicio resistente alle alte temperature per garantire un efficiente trasferimento di calore e resistenza alla corrosione.
• Il coperchio del serbatoio in acciaio inox 316L è dotato di interfacce multiple, come quelle per il pH, l’ossigeno disciolto, la temperatura e altri elettrodi, per garantire il monitoraggio in tempo reale di numerosi parametri.

Sistema di controllo della temperatura

• Intervallo di controllo della temperatura: da 20°C a 65°C, per soddisfare le esigenze di fermentazione a bassa temperatura e di coltura microbica.
• L’utilizzo del riscaldamento elettrico a bagnomaria, la regolazione automatica della temperatura di fermentazione, il controllo intelligente PID per garantire l’accuratezza del controllo della temperatura, la precisione fino a ± 0,2 °C.

Flusso di gas e sistema di aerazione

• Adotta un filtro importato per la filtrazione dell’aria sterile, la cui precisione di filtrazione raggiunge 0,2μm per garantire la sterilità del processo di coltivazione.
• Dotato di flussometro in linea per regolare automaticamente il flusso di gas, l’intervallo di regolazione va da 0 a 8L/min, adattandosi alla richiesta di gas in diverse condizioni di fermentazione.

Controllo dell’ossigeno disciolto e del pH

• Il controllo dell’ossigeno disciolto è rilevato da un elettrodo per l’ossigeno disciolto in linea e può essere associato alla velocità di rotazione, al rifornimento e al controllo di altri parametri; la precisione di misurazione è di ±3%, la risoluzione è dello 0,1%.
• Il controllo del pH si avvale di elettrodi importati e pompe peristaltiche per aggiungere automaticamente acido e alcali, il pH può essere associato al processo di reintegro, con una precisione di controllo di ± 0,02.

Controllo automatico del rifornimento e della schiumatura

• Il sistema di pompe peristaltiche fornisce un flusso automatico di rifornimento e di rifornimento può essere impostato per rifornire il materiale, come ad esempio velocità costante, rifornimento esponenziale.
• Il sistema di controllo automatico della schiuma PID monitora in tempo reale la schiuma, aggiungendo automaticamente un antischiuma per garantire la stabilità del processo di fermentazione.

Principio di funzionamento

1. Ottimizzazione della luce e delle condizioni di crescita:Il cuore del fotobioreattore in vetro risiede nel suo sistema di illuminazione, che simula le condizioni di luce naturale e fornisce lunghezze d’onda e intensità luminose adatte alla fotosintesi. Alghe, microrganismi, ecc. svolgono la fotosintesi attraverso l’azione della luce per produrre la biomassa e i metaboliti necessari. La fonte di luce integrata o esterna può essere regolata in base alle esigenze dei reagenti per garantire una crescita cellulare efficiente.
2. Controllo della temperatura e del pH:Sistema di controllo della temperatura attraverso il bagno d’acqua incamiciato per il riscaldamento e il raffreddamento, per garantire che la temperatura all’interno del reattore sia mantenuta all’interno dell’intervallo prestabilito, per adattarsi alle esigenze di crescita di diversi microrganismi o alghe. Sistema di controllo del pH attraverso l’elettrodo di rilevamento e la pompa peristaltica per aggiungere automaticamente acido e alcali, per mantenere l’acidità e l’alcalinità appropriate del terreno di coltura, al fine di promuovere il metabolismo degli organismi.
3. Trasferimento di ossigeno e agitazione:L’agitazione meccanica superiore o l’agitazione con accoppiamento magnetico assicurano la miscelazione uniforme dei materiali nel reattore e favoriscono l’efficace trasferimento di ossigeno e nutrienti, evitando spazi morti o gradienti di concentrazione. L’elettrodo DO monitora il livello di ossigeno disciolto in tempo reale per garantire che i microrganismi crescano in condizioni di ossigeno adeguate.
4. Flusso e rifornimento di gas:Il flusso di gas viene regolato automaticamente da un flussometro di precisione per garantire un apporto stabile di ossigeno ed evitare il ristagno della coltura a causa di un apporto insufficiente di gas. Il sistema di reintegro regola automaticamente la quantità di reintegro in base alle variazioni di DO e pH per ottimizzare il metabolismo e il tasso di crescita dei microrganismi.

Aree di applicazione

• Bioenergia:Per i biocarburanti a base di alghe, come la produzione di biodiesel, il fotobioreattore può simulare le condizioni di luce naturale, migliorare l’efficienza di crescita delle alghe, aumentare l’accumulo di lipidi e promuovere la produzione di biocarburante.
• Protezione dell’ambiente:Nel trattamento delle acque reflue e nella degradazione degli inquinanti, i fotobioreattori possono coltivare batteri o alghe fotosintetiche e ottenere l’effetto di ripristino ambientale assorbendo le sostanze nocive e convertendo i rifiuti in sostanze innocue.
• Alimenti e nutrizione:Utilizzati per coltivare lieviti alimentari, probiotici e altri microrganismi per produrre coloranti naturali, vitamine, aminoacidi, ecc. L’elevata efficienza della fotosintesi favorisce la rapida crescita dei microrganismi e l’abbondanza di metaboliti.
• Prodotti farmaceutici e biologici:Utilizzati per la produzione di antibiotici, vaccini, enzimi e altri farmaci biologici, i fotobioreattori forniscono un ambiente controllato per promuovere la produzione su larga scala di microrganismi o cellule.
• Chimica verde e ingegneria metabolica:Nella produzione di prodotti naturali, come acidi organici naturali, enzimi, antibiotici, ecc. la fotosintesi viene utilizzata per aumentare la resa dei prodotti e promuovere lo sviluppo della chimica verde e dell’ingegneria metabolica.