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Um **biorreator de 15000L** é um equipamento e vaso de grande escala usado para cultura microbiana, cultura celular e outras aplicações de produtos biológicos. De acordo com os materiais e métodos de mistura, os biorreatores são classificados em vários tipos.
Com base em materiais:
Quanto aos tanques de biofermentação, eles são geralmente feitos de aço inoxidável devido à alta resistência à corrosão, durabilidade e fácil sanificação do aço inoxidável, garantindo a estabilidade e a segurança dos processos de fermentação. Alguns tanques de fermentação podem usar materiais de plástico reforçado com fibra de vidro (GFRP) para substituir o aço inoxidável. O GFRP tem um custo mais baixo, peso mais leve e boa resistência à corrosão, entre os quais o GFRP é adequado para fermentação em pequena escala.
Os fermentadores plásticos usam principalmente poliestireno (PS), polipropileno (PP) ou polietilenotereftalato (PET). Os plásticos são relativamente baratos e leves, tornando-os adequados para aplicações que exigem baixo custo e pequenos volumes.
Com base em métodos de mistura:
Biorreatores misturados:
Em um biorreator misturado, um homogeneizador e um agitador misturam o conteúdo. A transferência de massa, a transferência de calor e a transferência de momento são todas melhoradas por agitação. Além disso, os microrganismos melhoram a fermentação digerindo os nutrientes.
Biorreatores não misturados:
Os biorreatores não agitados dependem das correntes de convecção natural criadas pelo gradiente de temperatura entre a câmara de fermentação aquecida e o caldo de fermentação para misturar o caldo. Em comparação com os fermentadores agitados, os biorreatores não misturados reduzem o estresse de cisalhamento nas células, tornando-os adequados para produtos como anticorpos monoclonais e células de mamíferos.
Com base em formas:
Geralmente, os biorreatores redondos são populares. A forma redonda é uniforme na distribuição de tensão, tornando fácil garantir uma fermentação consistente. Além disso, os biorreatores redondos têm estruturas mais simples, tornando a limpeza e a manutenção mais fáceis.
Além do biorreator redondo, existe um biorreator quadrado. A forma quadrada facilita a utilização do espaço e oferece uma alta relação volume do biorreator para área. Os biorreatores com forma retangular também são mais acessíveis na direção longitudinal, facilitando assim operações como manutenção de equipamentos e extração de produtos.
Biorreatores de grande escala, como um **biorreator de 15000L**, vêm com uma longa lista de especificações. Aqui estão algumas delas juntamente com seus requisitos de manutenção:
Projeto
Os usuários devem inspecionar frequentemente o projeto geral do biorreator. Eles devem procurar quaisquer alterações inesperadas ou sinais de danos. Se eles notarem algo atípico, devem realizar um exame ou análise completa do biorreator para determinar a causa do problema. Se necessário, eles também devem iniciar um processo de reparo para tratar a preocupação específica. Isso garantirá a integridade, funcionalidade e desempenho adequado do sistema do biorreator.
Sistema de controle
Um sistema de controle de biorreator requer verificações de rotina para flutuações inesperadas em parâmetros como pH, temperatura, pressão e oxigênio dissolvido. A investigação e a resolução de problemas imediatas são essenciais quando ocorrem tais desvios no sistema de controle. Isso permite que os usuários identifiquem as causas subjacentes e tomem medidas corretivas prontamente. Ao tratar os problemas proativamente, os usuários podem mitigar os impactos potenciais na funcionalidade do biorreator e manter a precisão e confiabilidade do sistema de controle.
Materiais de construção
A limpeza é o principal requisito de manutenção para os materiais de construção de um biorreator de 15000L. A limpeza completa e regular ajuda a manter a integridade e a biocompatibilidade dos materiais usados na construção do biorreator. Também evita a contaminação cruzada entre diferentes culturas ou processos que podem ocorrer dentro do biorreator.
Escalonamento e tamanho
Para manter o desempenho ideal do escalonamento e tamanho de um biorreator grande, é necessário controlar os fatores do ambiente da cultura. Isso inclui temperatura, nutrientes, níveis de oxigênio e acúmulo de resíduos. O monitoramento e os ajustes regulares são essenciais para evitar quaisquer alterações de escalonamento ou tamanho que possam afetar negativamente o funcionamento do biorreator.
Limpeza e sanitização
A limpeza do biorreator requer procedimentos como sanitização, desgasificação e esterilização. Esses métodos são essenciais para preservar a integridade do sistema, minimizar os riscos de infecção e garantir a reprodutibilidade em resultados experimentais ou de produção. Seguir os protocolos corretos de limpeza não apenas protege a funcionalidade do biorreator, mas também apoia o sucesso geral dos processos realizados dentro desses sistemas.
Calibração
A calibração regular garante leituras precisas pelos sensores do biorreator ao longo do tempo. Isso mantém a confiabilidade na medição e no controle, apoiando em última análise a integridade e o sucesso dos processos realizados dentro do sistema do biorreator. A calibração também ajuda a identificar antecipadamente qualquer degradação ou deriva potencial do sensor, permitindo intervenções de manutenção oportunas para preservar a funcionalidade e o desempenho ideais do biorreator.
Os biorreatores desempenham um papel crucial em uma ampla gama de setores e aplicações. Abaixo estão algumas das áreas onde esses imensos vasos de fermentação são usados.
Ao selecionar um biorreator de grande escala, como um biorreator de 15000L, para uma aplicação específica, vários fatores críticos precisam ser considerados.
Escala de produção
Primeiro, compreenda a escala de produção desejada e selecione um tamanho de biorreator correspondente ao volume de produto desejado (por exemplo, proteína, anticorpo, vacina) a ser produzido.
Tipo de organismo
O sistema biológico escolhido (por exemplo, células de mamíferos, células microbianas, leveduras) influencia o projeto do biorreator, os requisitos e o volume de trabalho. Certifique-se de que o tipo de biorreator corresponda ao sistema biológico específico para fornecer um ambiente adequado para crescimento e formação de produtos.
Controle e automação
Considere o nível de controle e automação necessário para o bioprocesso. Avalie a necessidade de parâmetros como pH, oxigênio dissolvido, pressão, nível de espuma e monitoramento e controle de temperatura. Investigue sistemas de aquisição de dados automatizados que permitem monitoramento remoto e otimização do desempenho do biorreator.
Esterilidade e prevenção de contaminação
Em aplicações biofarmacêuticas, manter a esterilidade e prevenir a contaminação é fundamental. Avalie o projeto e os recursos do biorreator, incluindo conexões estéreis, para garantir uma prevenção robusta de contaminação e garantia de esterilidade durante todo o processo de produção.
Escalabilidade
Ao olhar para biorreatores grandes como um de 15000L, é essencial pensar em como será fácil aumentar de unidades menores para unidades maiores. O novo biorreator deve ser bem compatível com os menores já em uso em termos de taxas de crescimento celular, mistura, troca de gás e outros fatores-chave.
Custos e restrições orçamentárias
Biorreatores grandes como um de 15000L podem ter altos custos de capital. Embora a qualidade seja vital, também vale a pena considerar o custo inicial, as despesas operacionais ao longo do tempo e o possível retorno do investimento no atendimento às metas de produção.
P1: Qual é a escalabilidade de um biorreator de 15000L?
R1: Geralmente, os biorreatores são escalonáveis. No entanto, aumentar um biorreator de 15000L de um tamanho pequeno para um grande pode afetar parâmetros como transferência de calor, mistura e transferência de gás.
P2: Quais são as fontes de energia em um biorreator de 15000L?
R2: Biorreatores de grande escala como o de 15000L normalmente usam energia elétrica para agitação e outros sistemas de controle automatizados. Eles também podem usar energia de gás para aquecimento ou como alimentação do reator.
P3: Quais são as tendências no mercado de biorreatores?
R3: Tendências recentes indicam que o mercado de biorreatores está crescendo constantemente. De acordo com um relatório recente, o mercado deve atingir entre 4 e 5 bilhões de dólares americanos.
P4: Como um biorreator de 15000L garante a segurança?
R4: Esses biorreatores garantem a segurança implementando válvulas de alívio de pressão, projetos à prova de explosão e sistemas de desligamento de emergência. Eles também priorizam a segurança do operador por meio de controles de acesso e treinamento de segurança.