Systemy hodowli komórkowej – procesy wstępne
Bioreaktor jest sercem każdego procesu hodowli komórkowej. To właśnie tutaj początkowe surowce są przekształcane w wartościowe produkty. Bioreaktory muszą być wyposażone w systemy umożliwiające kontrolę parametrów takich jak temperatura, pH, tlen oraz sterylność, aby zapewnić optymalne warunki wzrostu mikroorganizmów. Ponieważ każdy mikroorganizm preferuje własne, specyficzne warunki, konstrukcja bioreaktora musi być dostosowana do używanych mikroorganizmów, aby zmaksymalizować wydajność i jakość produktu.
Alfa Laval posiada wieloletnie doświadczenie w projektowaniu bioreaktorów i może dostarczyć bioreaktory na zamówienie do wszystkich rodzajów procesów fermentacyjnych i zastosowań, niezależnie od rodzaju wykorzystywanych mikroorganizmów.
Możemy dostarczyć fermentory zaszczepiające oraz fermentory główne wyposażone w niezbędne elementy:
- Mieszanie - Zawartość bioreaktora musi być stale i dokładnie mieszana, aby zapewnić równomierny rozkład składników odżywczych i gazów do każdej komórki w bioreaktorze. Mieszanie zapobiega również powstawaniu miejsc o zbyt wysokiej lub zbyt niskiej temperaturze czy pH. Odpowiednie zaprojektowanie mieszania jest kluczowe, ale jednocześnie należy zadbać, by naprężenia ścinające nie były zbyt wysokie dla komórek.
- Doprowadzenie gazu - Niezależnie od tego, czy jest to tlen, czy inny gaz, niezwykle ważne jest zaprojektowanie systemów napowietrzania, które zapewnią optymalny transfer gazu z pęcherzyków do pożywki, czyniąc go dostępnym dla mikroorganizmów. Równie istotne jest filtrowanie doprowadzanych gazów w celu zachowania sterylności.
- Zaszczepianie - Każda bioreakcja (fermentacja) rozpoczyna się od zaszczepienia. Zaszczepianie to proces wprowadzania przedhodowli komórek z fermentora zaszczepiającego lub kolby. Utrzymanie sterylnych warunków podczas zaszczepiania jest absolutnie kluczowe, ponieważ ich brak może skutkować utratą całej partii fermentacyjnej.
- Dodawanie składników odżywczych - W wielu bioreakcjach dodatkowe składniki odżywcze są wprowadzane do pożywki fermentacyjnej w trakcie procesu fermentacji. Pozwala to na wydłużenie czasu trwania reakcji, jednak należy zadbać, aby dodawane składniki były sterylne. Dlatego bioreaktor musi być wyposażony w odpowiednie systemy sterylizacji, wykorzystujące filtry sterylne lub podgrzewanie, aby zapobiec wprowadzeniu obcych komórek.
- Sterylizacja - Przed rozpoczęciem bioreakcji bioreaktor musi być dokładnie wysterylizowany. Najczęściej odbywa się to poprzez wprowadzenie pary wodnej do bioreaktora i utrzymanie wysokiej temperatury przez określony czas.
- Pobieranie próbek - Nawet tak pozornie prosta czynność jak pobieranie próbek wymaga szczególnej uwagi, ponieważ może prowadzić do wprowadzenia obcych komórek i skażenia całej partii. Dlatego bioreaktor powinien być wyposażony w odpowiednie systemy pobierania próbek, które umożliwiają operatorom bezpieczne pobieranie próbek bez ryzyka zanieczyszczenia hodowli.
- Oczyszczanie gazów wylotowych - Gazy napowietrzające, które nie zostaną wchłonięte, muszą być usuwane z bioreaktora, aby zapobiec wzrostowi ciśnienia. System odprowadzania gazów powinien być wyposażony w filtry, które umożliwiają usuwanie nadmiaru gazu przy jednoczesnym zachowaniu sterylności.
- Kontrola temperatury - Mikroorganizmy podczas wzrostu wytwarzają ciepło, które jest zwykle usuwane poprzez cyrkulację wody chłodzącej w płaszczu wokół bioreaktora, aby utrzymać optymalną temperaturę.
Wszystkie fermentory Alfa Laval spełniają najbardziej rygorystyczne normy higieniczne, zapewniając skuteczny proces fermentacji/bioreakcji.
