5L-50L实验室级生物反应器

实验室级生物反应器（5L-50L）是用于细胞培养或微生物发酵的小型可控系统，适用于科研、工艺开发及小规模生产。其核心功能是为生物反应提供稳定的温度、pH、溶

氧（DO）、搅拌速率等环境参数，以优化产物表达或细胞生长。

一、设备组成 

1. 主体结构：包括反应罐（玻璃/不锈钢）、顶盖（集成传感器接口）、夹套（控温）及底座。 

2. 控制系统：主控单元（PLC或触摸屏）、传感器（pH、DO、温度、液位）、电机（搅拌转速调节）。 

3. 辅助模块：气体混合装置（O₂、N₂、CO₂）、蠕动泵（补料/酸碱调节）、冷凝器（蒸发控制）及数据记录软件。 

二、工作原理 

通过搅拌桨实现培养液均质化，传感器实时监测环境参数并反馈至控制系统，自动调节通气量、搅拌速度或补料速率，维持反应体系稳态。例如，溶氧不足时增大通气或搅

拌，pH偏离时自动添加酸碱。 

三、设计方法 

1. 几何设计：高径比（通常2:1-3:1）优化混合与通气效率；搅拌桨类型（如Rushton桨、斜叶桨）影响剪切力与氧传递。 

2. 材质选择：316L不锈钢耐腐蚀，玻璃便于观察。 

3. 自动化设计：模块化控制算法支持PID调节关键参数。 

四、操作流程 

1. 准备阶段：灭菌（121℃、30min），校准传感器，装入培养基。 

2. 运行阶段：接种后设定参数（如温度37℃、pH7.2、DO 30%），启动搅拌与通气，实时监控。 

3. 终止阶段：收获产物，清洗反应器。 

五、维护保养 

1. 日常维护：使用后彻底清洁，检查密封圈老化情况，校准传感器。 

2. 定期维护：电机润滑，更换过滤器，验证灭菌效果。 

3. 故障处理：如DO异常需检查电极或通气系统，泄漏时更换密封件。