Пилотные биореакторы

Биореакторы пилотного масштаба

     Мы предлагаем ферментеры и биореакторы из нержавеющей стали с рабочим объёмом от 10 л до 15000 л. Они могут быть поставлены и смонтированы как в виде отдельных установок, так и в виде комплексных линий для обеспечения полного цикла производства.

• Сосуд с мешалкой;
• Технологическая стойка для термостатирования и стерилизации сосуда;
• Шкаф управления.

     Соединение  между сосудом и технологической стойкой осуществляется с помощью гиб-ких шлангов с оплеткой из нержавеющей стали.

     Для обеспечения   полностью автоматического процесса стерилизации устанавли-ваются группы управляемых мембранных вентилей:

1. На днище сосуда;
2. На входе в барботёр;
3. На крышке сосуда.

                                     Сосуд биореактора

     Поставляется   полностью  укомплектованный  сосуд с верхним или нижним магнитным приводом вала мешалки, оснащённый 2-х или 3-х ярусной стандартной турбинной системой перемешивания типа Rushton. Как опция предлагается мешалка типа морского винта для обеспечения щадящего режима перемешивания, например, для культур клеток млекопитающих.

     Все размеры  и конструктивные  элементы  сосудов выполняются  согласно принятым стандартам, в частности, отношение высоты и диаметра находится в пределах 1,8 – 3,0. Сосуды имеют рубашку для обеспечения нагрева, охлаждения и стерилизации. Рубашка покрыта слоем теплоизоляции и кожухом из полированной нержавеющей стали. Качество обработки внутренных поверхностей находится в пределах 0,4 – 0,63 µm. Материал сосуда, контактирующий с продуктом– нержавеющая сталь316 L, в остальных местах – нержавеющая сталь 304.

• блок подготовки сжатого воздуха с редуктором давления,
• фильтр входящего воздуха с размером пор 0,2 µm,
• ротаметр из нержавеющей стали;
• кольцевой барботёр;
• фильтр отходящего воздуха с размером пор 0,2 µm.

     Максимальная скорость потока сжатого воздуха соответствует коэффициенту аэрации 2vvm.

      В верхней цилиндрической части сосуда размещается смотровое окно.

     В нижней  цилиндрической части сосуда биореактора  устанавливаются стерилизуемые датчики рН, рО2, температуры и стерилизуемый пробоотборник. Они вставляются в боковую стенку через порты D=25мм, выполненные согласно стандарту фирмы Ingold. В нижней части сосуда также размещается датчик статического давления фирмы Endress+Houser (Германия) с мембранной из нержавеющей стали.

     В днище устанавливается пневматически  управляемый мембранный  донный вентиль. Если биореактор поставляется в комплекте с другими устройствами, например, посевными биореакторами, реакторами для приготовления и хранения питательной среды, а управление ими осуществляется в автоматическом режиме, тогда данный вентиль соединяется с группой управляемых вентилей.

     В крышке биореактора  размещены следующие принадлежности и устройства: мемб-ранный манометр, предохранительный клапан, порт с 4 иглами и мембранным вентилем для внесения добавок (щелочь, кислота, пеногаситель, субстрат), порты с прокалываемой асептической мембраной, люк для обслуживания сосуда, смотровое окно с подсветкой, датчик статического давления (Endress+Houser), датчик уровня пены и верхнего уровня жидкости, дополнительные санитарные соединения три-кламп, холодильник отходящего воздуха и другие принадлежнлсти.

                             Технологическая стойка

     Технологическая стойка обеспечивает выполнение следующих полностью автоматизи-рованных процессов:

1. Контроль и управление температурой в сосуде биореактора за счет нагрева и охлаждения через рубашку с помощью циркулирующей воды. Нагрев возможен электрическим нагревателем или инжектором пара;
2. Предварительный нагрев заполненного сосуда с помощью инжектора пара;
3. Охлаждение сосуда после стерилизации;
4. Стерилизация пустого сосуда, включая стерилизацию фильтров входящего и отходящего воздуха;
5. Стерилизация наполненного сосуда, например, питательной средой;
6. Отдельная стерилизация фильтров воздуха.

     При стерилизации  пустого сосуда, проводятся следующие последовательные шаги процесса в автоматическом режиме:

1. Наполнение водой циркуляционного контура рубашки;
2. Вентиляция сосуда и воздушных фильтров;
3. Нагрев воды в циркуляционном контуре;
4. Прекращение вентиляции сосуда при достижении определённой температуры в сосуде;
5. Стерилизация воздушных фильтров;
6. Стерилизация барботёра и трубопроводов;
7. Выдерживание в сосуде биореактора процесса стерилизации при установленной температуре в течение заданного времени;
8. Начало постепенного охлаждения;
9. Выпуск конденсата из сосуда и частей трубопроводов;
10. Запуск вентиляции сосуда и воздушных фильтров;
11. Полное охлаждение до тех пор пока не будет достигнута установленная конечная температура.

     Мы можем  адаптировать  программу управления процессом  стерилизации  к индиви-дуальным требованиям заказчика.

                                         Шкаф управления

     Шкаф управления производства фирмы RITTAL (Германия) выполнен из нержавеющей стали и включает в себя следующие основные элементы:

1. Контроллер процесса серии Siemens Simatic S7-300. В стандартном варианте используется модель ET200S;
2. Цветной „touch screen” дисплей русскоязычного интерфейса с размером по диагонали7”или12”;
3. Пневматические преобразователи электрических сигналов;
4. Преобразователи сигналов датчиков рН и рО2;
5. Магнитные пускатели и другие элементы автоматики и коммутации;
6. Источник бесперебойного питания UPS;
7. Коммуникационные модули для обмена информацией по сетям Ethernet и Profinet.

       В базовом варианте обеспечивается измерение и преобразование сигналов следующих датчиков:

• Температуры (в сосуде биореактора, в баке системы термостатирования, на выходе из линии охлаждения);
• рН;
• рО2;
• нижнего и верхнего датчиков статического давления; (foto 21129)
• уровеня пены;
• верхнего аварийного уровня жидкости.

     Имеется возможность  подключить дополнительные датчики оптической плотности, концентрации О2 и СО2 в от-ходящем воздухе, а также исполнительные устройства, в частности, пневматические мембранные клапана для управления избыточным давлением в сосуде, дополнительные перистальтические насосы, контроллеры (MFC) для автоматического управления расходом сжатого воздуха и газов (О2, СО2 и др.).

     Контроллер процесса может быть подключен к сети Profinet и Ethernet для взаимосвязи с другими устройствами (биореакторами, установкой  мойки CIP, центральной системой управления производством и др.).

1. Ферментация;
2. Разные варианты стерилизации (SIP);
3. Подогрев;
4. Охлаждение;
5. Мойка (CIP);
6. Загрузка и выгрузка среды.

      С помощью простого и удобного русскоязычного интерфейса обеспечиваются следующие основные операции подготовки и управления процессом:

• Установка управляющих величин и параметров каждого процесса;
• Калибровка датчиков;
• Конфигурация процесса и устройств;
• Графическое отображение процесса;
• Установка и отображение состояния сигналов тревог;
• Запуск / остановка выбранного процесса;
• Выбор режима работы устройств (ручной, автоматический, по заданному временному профилю);
• Установка профиля подпитки субстратом;
• Выбор уровня доступа (до 4-х уровней) для каждого пользователя.