12 Arten von Bioreaktoren

Bioreaktoren sind die Kernausrüstung im Bioengineering für die Bereitstellung geeigneter Umgebungsbedingungen (z. Nach verschiedenen Designprinzipien, Anwendungsszenarien und Betriebsmethoden können Bioreaktoren in verschiedene Typen eingeteilt werden. Im Folgenden sind die gemeinsamen Klassifizierungen und Eigenschaften aufgeführt:
 

Rührer Tankreaktor (STR)

• Eigenschaften: Das Mischen und der Massenübergang werden durch mechanisches Rühren (Rühren Paddel) realisiert und gelöster Sauerstoff, Temperatur und pH können genau kontrolliert werden.
• Anwendungen: In der mikrobiellen Fermentation (z. B. Antibiotika, Enzyme), die Tierzellkultur (z.
• Varianten

Blasenreaktoren: Kombination aus Gasblasen und mechanischer Rühren.
Wellenreaktor: Erzeugt Wellen durch Schütteln des Gefäßes, geeignet für scherempfindliche Zellkulturen.
Airlift -Reaktor (ARR)

• Eigenschaften: Flüssigkreislauf durch Gasinjektion (kein mechanisches Rühren), niedrige Scherkraft, geringere Energieverbrauch.
• Anwendung: Geeignet für scherempfindliche Zellen (z. B. Pflanzenzellen, einige Säugetierzellen) oder langfristige kontinuierliche Kultur.

Blasensäulenreaktor

• Eigenschaften: Nur durch die Gasblase, um Mischung, einfache Struktur zu erreichen, aber die Mischwirkungsgrad ist niedriger.
• Anwendung: Geeignet für Gas, die an der Reaktion beteiligt sind (z. B. Mikroalgenkultur, Abwasserbehandlung).

Packbettreaktor

• Eigenschaften: Zellen oder Enzyme werden in porösen Trägern (z. B. Gelen, Fasern) immobilisiert, um eine feste Bettschicht zu bilden, und die Reaktionsflüssigkeit fließt durch das Bett.
• Anwendung: Kontinuierliche Produktion von Metaboliten (z. B. Ethanol, organische Säuren) oder enzymkatalysierte Reaktionen.

Fluidisierter Bettreaktor

• Eigenschaften: Trägerpartikel, die im Flüssigkeit oder des Luftstroms aufgehängt sind, hoher Massenübertragungseffizienz, der Betrieb ist jedoch komplex.
• Anwendungen: Abwasserbehandlung, immobilisierte Enzymreaktion.

Membranbioreaktor (MBR)

• Merkmale: Die Kombination aus biologischer Reaktion und Membran -Trennungstechnologie, Biomasse (z. B. Mikroorganismen, Zellen) wird durch Membran beibehalten.
• Anwendungen: Abwasserbehandlung, Zellkultur mit hoher Dichte, kontinuierliche Trennung von Produkten.

Photobioreaktor

• Merkmale: Leichte Bedingungen für den Anbau von photosynthetischen Mikroorganismen (z. B. Mikroalgen, Cyanobakterien).
• Design: Transparentes Material (Glas oder Kunststoff), eingebaute Lichtquelle oder natürliches Licht.
• Anwendungen: Biokraftstoffe (Algenöle), Produkte mit hohem Wert (Astaxanthin, Beta-Carotin).

Einweg-Bioreaktor

• Merkmale: Verwendung von Einwegbeuteln anstelle von Edelstahltanks, um eine Kreuzkontamination zu vermeiden und die Reinigungs- und Validierungszeit zu verkürzen.
• Anwendungen: Impfstoffproduktion, Arzneimittelentwicklung im klinischen Studienstadium.

Perfusionsbioreaktor

• Merkmale: Kontinuierliche Zugabe von frischen Medien und Entfernung von Abfallflüssigkeit, um eine hohe Zellaktivität und Produktkonzentration aufrechtzuerhalten.
• Anwendung: Zellkultur von Säugetieren (z. B. monoklonale Antikörperproduktion).

Batchreaktor

Einmalige Zugabe von Kulturmedium, Produkternte nach dem Ende der Reaktion, einfacher Betrieb, aber geringer Effizienz.

Kontinuierlicher Reaktor

Kontinuierlicher Eingabe von Kulturmedium und Produktion von Produkten, geeignet für die groß angelegte industrialisierte Produktion.

Fed-Batch-Reaktor

Füllen Sie allmählich die Nährstoffe im Batch -Betrieb auf, um die Zellwachstumsperiode zu verlängern und die Produktausbeute (häufig verwendeter Modus) zu erhöhen.

• Mikrobieller Fermenter: wie die Produktion von Antibiotika, Aminosäuren.
• Tierzellenreaktor: zB Cho -Zellproduktion von Antikörpern.
• Pflanzenzellreaktor: wie die Produktion von sekundären Metaboliten (Paclitaxel).
• Enzymreaktoren: Immobilisierte Enzyme katalysieren Reaktionen (z. B. Isomerisierung der Glukose).

• Eigenschaften des biologischen Systems: Mikroorganismen, tierische/pflanzliche Zellen benötigen Schein, gelöster Sauerstoff.
• Produkttyp: Ob eine kontinuierliche Trennung erforderlich ist (EG -Membranreaktor).
• Skala: Laborgrad (<10 L) vs. industrial grade (>1000 L).
• Kosten: Einwegreaktoren für die flexible Produktion, Edelstahlreaktoren für den langfristigen großen Gebrauch.