不锈钢生物反应器

不锈钢生物反应器是一种用于微生物发酵、细胞培养或生物化学反应的工业级设备，采用316L或304不锈钢制造，具有耐腐蚀、耐高温、易灭菌等特性，广泛应

用于制药、食品、环保及生物燃料等领域 。

一、设备组成 

- 罐体：不锈钢材质，带夹层（用于加热/冷却），可承受高压灭菌（SIP） 

- 搅拌系统：电机驱动搅拌桨（桨式、涡轮式等），确保混合均匀 

- 通气系统：空气/氧气分布器（如环形管、微孔曝气头），提供溶氧（DO） 

- 温控系统：夹层或盘管循环水/蒸汽，维持恒温（PID控制） 

- 传感器与控制系统：监测pH、DO、温度、压力等，并自动调节 

- 辅助组件：取样阀、进料口、排气过滤器（0.2μm）、CIP（在线清洗）喷淋球 

二、工作原理 

- 通过搅拌和通气维持均匀的混合与溶氧，促进微生物或细胞生长 

- 在线监测（如pH、DO）并反馈至PLC，自动调节补料、搅拌速率或通气量 

- 适用于分批培养、补料分批或连续发酵模式 

三、设计要点 

- 材料选择：316L不锈钢（抗Cl⁻腐蚀），内表面电解抛光（Ra≤0.4μm）以减少污染风险 

- 密封性：机械密封或磁力驱动搅拌，防止染菌 

- 传质优化：计算kLa（氧传质系数），确定最佳搅拌-通气比 

- 合规性：符合GMP、FDA或ASME BPE标准（制药行业） 

四、操作流程 

1. 灭菌：121℃蒸汽灭菌30分钟（SIP）或化学消毒（如过氧乙酸） 

2. 接种：注入培养基并接入菌种/细胞，设定初始参数（温度、pH、搅拌速率） 

3. 运行监控：实时调整补料、DO（通纯氧或氮气调节）、消泡（硅油或机械消泡） 

4. 收获：反应结束后排放产物，进行CIP清洗（NaOH/HNO3循环） 

五、维护保养 

- 日常检查：搅拌轴承润滑、密封件磨损、过滤器完整性 

- 定期维护：每月校准pH/DO探头、每季度检查垫圈阀门密封性、每年压力测试（0.3MPa保压试验） 

- 长期停用：排空液体，干燥后充氮气保护，防止腐蚀