Промышленные биореакторы и ферментеры

Ферментация — это сложный биотехнологический процесс, и взять его под контроль достаточно сложно. Обеспечить контролируемое протекание необходимых процессов и повторяемость результатов помогает использование специализированного емкостного оборудования — ферментеров (биореакторов).

Ферментеры широко применяются на предприятиях в сфере фармацевтики, медицины и ветеринарии, а также в производстве пищевых продуктов и добавок. Емкость такого типа предназначена для контролируемого культивирования микроорганизмов, бактерий, дрожжей, культур клеток, белков, для наращивания биомассы.

Типы промышленных биореакторов

Главная задача биореактора — обеспечить клеткам и микроорганизмам оптимальные условия для жизнедеятельности, роста и развития. Содержимое нуждается в кислороде для дыхания и в питательных веществах, а также в отводе продуктов метаболизма.

Организовать необходимые условия помогает деликатное перемешивание содержимого емкости.

По принципу работы биореакторы делятся на три группы.

1. Механические (с механическим перемешиванием).Перемешивание среды с помощью вращающейся мешалки обеспечивает равномерное распределение питательных веществ, кислорода и метаболитов.
2. Аэрлифтные. Используются при работе с чувствительными культурами. Работает по принципу барботажного перемешивания: восходящий поток газа обеспечивает циркуляцию среды без механического перемешивания.
3. Газовихревые. Оборудование формирует аэрирующий газовый вихрь. Вариант подходят для процессов с жёсткими требованиями к гидродинамике.

Существуют установки с разными вариантами подачи газа — емкостное оборудование может быть аэробным, анаэробным или комбинированным. Аэробные микроорганизмы требуют точной подачи кислорода, тогда как для строгих анаэробов даже следовые концентрации этого газа губительны. Комбинированные системы позволяют гибко управлять условиями культивирования — например, чередовать стадии с разным газовым составом в рамках одного технологического цикла.

Изготовление ферментеров

Устройство может быть как типовым, серийным, так и изготовленным индивидуально. Во втором случае каждый реактор — это инженерная разработка под конкретный биотехнологический процесс.

На базе технических требований заказчика специалисты формируют детальное техническое задание, где фиксируют ключевые параметры:

1. рабочий и полный объём;
2. расчётное давление и температура;
3. особенности среды — агрессивность, вязкость, склонность к пенообразованию;
4. требования к материалам и системам контроля.

Под указанные требования можно подобрать готовое решение — или создать индивидуальный проект. При проектировании обязательно закладывается соответствие решения отраслевым стандартам, требованиям ГОСТ и ISO, СНиП и нормативам.

Комплектация ферментера подбирается под задачу — в комплект могут входить:

1. системы перемешивания — мешалка, барботер или микропористый аэратор;
2. рубашка или змеевик для контроля теплообмена;
3. системы аэрации;
4. контрольно‑измерительная аппаратура — например, датчики температуры, pH, кислорода, уровня среды, пенообразования.

Конструктивно ферментер представляет собой герметичный сосуд. Герметичность крайне важна — риск попадания в агрегат посторонней микрофлоры и других загрязнителей должен быть исключен. Основу корпуса выполняют из нержавеющей стали AISI 316L — она устойчива к коррозии, выдерживает многократную стерилизацию паром (SIP) и мойку агрессивными растворами (CIP). Особое внимание уделяют качеству сварных швов, чтобы исключить зоны локальной коррозии. Внутреннюю поверхность полируют — это снижает адгезию клеток и упрощает очистку.

Купить ферментер

Производственное объединение «Нефто Энерго Маш» ведет производство и комплексные поставки емкостного оборудования любой конфигурации с доставкой по России и странам СНГ. Мы активно работаем с НПЗ, химическими, биохимическими, энергетическими и другими предприятиями.

Наши преимущества:

1. индивидуальный подход — берём на себя весь цикл: от проектирования под ваш технологический процесс до поставки и сопровождения;
2. обширный опыт — более 10 лет поставляем качественное оборудование, добросовестный и надежный партнер;
3. высокое качество материалов и исполнения.

Наш подход гарантирует, что оборудование выйдет на стабильный режим работы сразу после ввода в эксплуатацию и будет надежно служить в течение всего расчетного срока. Отправьте нам опросный лист с вашими требованиями — наши инженеры рассчитают конфигурацию и цены, подготовят коммерческое предложение и ответят на все вопросы.