Un bioréacteurest un système de dispositif qui utilise les fonctions biologiques d'enzymes ou d'organismes (tels que des micro-organismes) pour effectuer des réactions biochimiques in vitro. Il s'agit d'un simulateur de fonctions biologiques, tel qu'une cuve de fermentation, une enzyme immobilisée ou un réacteur cellulaire immobilisé.
Bioréacteur :
Processus (aérobie ou anaérobie) dans lequel un système soutient un environnement biologiquement actif.
Bioréacteurs à cuve d'agitation :
Ce sont les réacteurs les plus couramment utilisés pour cultiver des agents biologiques tels que des cellules, des enzymes et des anticorps.
Domaines d’application des bioréacteurs à cuve d’agitation :
1. Les bioréacteurs sont utilisés pour cultiver des cellules et faire croître des micro-organismes ;
2. Production pharmaceutique (divers médicaments, même vaccins), la capacité de contrôler et de surveiller l'environnement à l'intérieur du bioréacteur rend la production de ces médicaments plus cohérente et fiable. Amélioreant ainsi l’efficacité et réduisant finalement les coûts.
2. Les bioréacteurs sont également utilisés dans la transformation des aliments, notamment dans la production de yaourts, de fromages et de bières, de confitures concentrées, de fermentation de jus et d'autres aliments fermentés. L'environnement contrôlé à l'intérieur du bioréacteur peut contrôler avec précision le processus de fermentation, produisant ainsi des produits de meilleure qualité, plus stables et plus délicieux.
3. La dégradation des polluants organiques revêt également une grande importance.
Avantages des bioréacteurs agités :
1. Efficacité : Le fonctionnement des bioréacteurs peut grandement améliorer l’efficacité de la production et est plus efficace que les méthodes de production traditionnelles.
2. Durabilité : Les bioréacteurs peuvent fonctionner longtemps sans générer trop de déchets, ce qui constitue une méthode de production très durable.
3. Contrôle précis : les bioréacteurs peuvent contrôler avec précision les processus biologiques, ajuster des paramètres tels que la température, le pH et la nutrition, garantissant ainsi la stabilité et la qualité du processus de production.
4. Diversité : Les bioréacteurs peuvent s’adapter à différents types de processus biologiques, notamment la culture cellulaire, la fermentation, etc.
Inconvénients des bioréacteurs
1. Coûts d’exploitation élevés : les bioréacteurs nécessitent un équipement indépendant et du matériel de culture de haute qualité, ce qui augmentera les coûts.
2. Fonctionnement complexe : Le fonctionnement des bioréacteurs est relativement compliqué et nécessite des techniciens professionnels pour fonctionner. La lourdeur des procédures augmentera également les coûts.
3. Difficulté de conception et de maintenance : La conception et la maintenance des bioréacteurs nécessitent un soutien technique et des équipements hautement spécialisés, et les institutions ou les individus qui ne disposent pas de la technologie et des équipements correspondants ont du mal à y faire face.
4. Risques pour la sécurité : Dans le processus de production des bioréacteurs, il peut y avoir des dangers, et les toxines, virus, etc. peuvent parfois être amplifiés, entraînant des dangers imprévisibles.
Composition de la structure du bioréacteur :
1. C'est le rôle du système d'agitation. Le système d'agitation comprend une turbine et une palette d'agitation.
2. Le récipient est une enveloppe double couche, qui peut fournir des sources de chauffage et de refroidissement, faciliter le contrôle de la température dans la bouilloire et ainsi fournir un environnement de culture stable.
3. Le déflecteur à l'intérieur du récipient peut empêcher la formation de tourbillons ou de tourbillons dans le liquide pendant le processus d'agitation, et peut également améliorer le flux du milieu de culture et empêcher les contraintes de cisaillement qui peuvent être nocives pour les micro-organismes ou les cellules.
4. Fonctions supplémentaires : a. La fonction d'introduction d'oxygène, généralement avec un éjecteur, peut fournir de l'air stérile.
B. Fonction de détection du PH, la sonde PH détecte la valeur du PH pour ajuster de manière appropriée le pH du milieu de culture afin de répondre à l'environnement de croissance des cellules et des micro-organismes, améliorant ainsi l'efficacité de la production ou de la recherche scientifique.
C. Fonction antimousse, car il y a divers composants protéiques dans le milieu de culture, de la mousse apparaîtra pendant le processus d'agitation et une mousse excessive provoquera un débordement, nous avons donc installé une fonction antimousse pour améliorer l'efficacité de la production et protéger le fermenteur contre les dommages.
D. Divers ports d'échantillonnage et ports d'alimentation sont pratiques à utiliser pour les opérateurs.
E. Le centre de contrôle du système, système de contrôle intégré PLC. Peut répondre à divers contrôles d'automatisation.
F. Système de stérilisation, généralement avec des méthodes de chauffage à haute température, de vapeur ou de stérilisation chimique.
Matériaux du bioréacteur :
Acier inoxydable : largement utilisé dans les grands bioréacteurs en raison de sa durabilité, de sa résistance à la corrosion et de sa compatibilité avec la stérilisation à la vapeur.
Verre : souvent utilisé dans les petits bioréacteurs en raison de sa transparence, de sa résistance chimique et de sa compatibilité avec la stérilisation à la vapeur.
Polymères et plastiques : utilisés dans les bioréacteurs et composants à usage unique, avec des avantages en termes de coût, de stérilité et de manipulation.
Le choix du matériau dépend de l'application spécifique, de la taille du bioréacteur et des exigences de stérilisation.
Mélange et agitation
Il y a plusieurs facteurs à prendre en compte lors de la sélection d’un système de mélange et d’agitation pour un bioréacteur :
Type de turbine :Diverses conceptions de turbines, telles que des turbines Rushton, des turbines à pales inclinées ou des hélices marines, peuvent être utilisées pour fournir le niveau souhaité de mélange et d'agitation au sein du bioréacteur.
Vitesse de la turbine :La vitesse de la turbine peut varier pour atteindre le niveau souhaité de mélange et d'agitation, des vitesses plus élevées produisant généralement un meilleur mélange mais produisant également des forces de cisaillement plus élevées, ce qui peut nuire aux cellules ou micro-organismes sensibles.
Chicanes :Des chicanes peuvent être ajoutées au bioréacteur pour augmenter la turbulence et améliorer le mélange
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