Биореактор с туманным орошением состоит из стеклянного сосуда с металлическими днищем и крышкой общий объём реактора 8 литров, внутренний диаметр 150мм. Терморегулирование осуществляется посредством циркуляции воды через рубашку в днище реактора. Биоректор оснащен LED освещением, гидравлическим форсункой для туманного орошения, полками для образцов и аэрирующей трубкой. Крышка биореактора оборудована портами для подачи и выхода газов, а также датчиками температуры и уровня. Реактор оснащен обратным холодильником для конденсирования паров в выходящих газах. Холодильник оснащен вентилем для регулирования давления внутри реактора.

Блок управления

Блок управления предназначен для контроля, управления и записи данных ферментационного процесса. Блок управления оснащен блоком перистальтических насосов, системой подачи и смешения газов, термостатом и блоком управления освещением. Показания датчиков записываются и выводятся на сенсорный экран в онлайн режиме. В блоке управления реализованы алгоритмы управления для каждого регулируемого параметра. Основываясь на показаниях датчиков и установках пользователя, алгоритмами управления рассчитывается величина воздействия для каждого конкретного элемента управления (нагревателя, перистальтических насосов и т.д.) для достижения и стабилизации установленных величин. Блок управления позволяет контролировать и управлять следующими параметрами:

  • Интенсивностью освещения;
  • Режимом освещения (ON/OFF период);
  • Составом аэрируемой смеси;
  • pH орошающего (питательного) раствора;
  • Скоростью подачи орошающего раствора;
  • Режимом подачи орошающего раствора (ON/OFF период);
  • Уровнем конденсата в биореакторе;
  • Температурой;

Биоконтролер так же позволяет измерять состав выходящих газов и электропроводность орошающего раствора.

Стерилизация

Все составные части реактора могут быть автоклавированы (кроме LED кожуха) для гарантирования стерильности процесса. Входящие и выходящие газы стерилизуются посредством фильтрации.

Термостатирование

Контроль температуры осуществляется температурным датчиком установленным внутри реактора. Необходимая температура процесса выставляется в блоке управления. Управление температурой осуществляется подачей термостатированой воды в рубашку днища реактора. Управляющие элементы (нагреватель и клапан подачи холодной воды) установлены в термостате блока управления и управляются соответствующими алгоритмами.

Освещение

Освещение в биореакторе реализовано посредством кожуха со встроенными светодиодами который крепится на сосуд. Интенсивность освещения устанавливается в блоке управления и может быть как константным так и изменяться по определенному временному профилю. Так же предусмотрен ON/OFF режим освещения с настраиваемыми периодами включения и выключения.

Туманное орошение

Туманное орошение осуществляется посредством гидравлической форсунки установленной в крышке реактора. Орошающий раствор из резервуара посредством перистальтического или шестереночного насоса подается на форсунку. Размер капель тумана регулируется давлением подаваемого раствора. Управление работой насоса осуществляется через блок управления. В блоке управления можно выставит скорость подачи орошающего раствора и режим работы (ON/OFF период). Уровень конденсата в биореакторе контролируется датчиком уровня. При достижении установленного уровня, конденсат из реактора перекачивается перистальтическим насосом в резервуар для орошающего раствора. Резервуар (общий объём 2 литра) с орошающим раствором оборудован датчиками pH и проводимости. pH орошающего раствора в резервуаре регулируется подачей реагентов посредством перестальтических насосов. Для предотвращения седиментации и образования градиентов концентрации орошающий раствор в резервуаре постоянно перемешивается магнитной мешалкой.

Полка для образцов

Биореактор оборудован полками для засева биоматериала. Полки выполнены в виде сита с вентиляционным отверстием в середине для свободного проникновения тумана на все ярусы. Крышка реактора оснащена широкой горловиной для удобного засева биоматериала.

Аэрирование

Аэрирование осуществляется посредством аэрирующей трубки монтируемой в крышку реактора. Состав аэрируемого газа (CO2 концентрация) и скорость потока регулируется блоком управления посредством массового расходомера и системы смешения газов. Давление внутри реактора контролируется с помощью манометра установленного в крышке реактора и регулируется вручную с помощью вентиля на конденсаторе. Состав выходящих газов контролируется CO2 и O2 датчиками.

Датчики

Биореактор оснащен различными портами для сенсоров, подачи и вывода газов. Датчики температуры и уровня монтируются в крышке биореактора для контроля и регулирования уровня конденсата и температуры внутри реактора.

Управление подпиткой ферментационных процессов на основе математических моделей