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常見的生物反應器根據(jù)其結(jié)構(gòu)、工作原理和應用場景的不同,可以分為多種類型。以下是一些常見的生物反應器類型及其特點:
1.攪拌式生物反應器(Stirred-Tank Bioreactor,STR)
攪拌式生物反應器是最常見的一種,其核心部件是一個帶有機械攪拌裝置的罐體。通過攪拌槳的旋轉(zhuǎn),使培養(yǎng)液混合均勻,提高溶氧效率,適用于微生物、動植物細胞的大規(guī)模培養(yǎng)。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)成熟、操作穩(wěn)定,廣泛用于抗生素、酶制劑和疫苗的生產(chǎn)。
2.氣升式生物反應器(Airlift Bioreactor)
氣升式生物反應器利用氣體(通常是空氣或氧氣)的上升和下降流動來實現(xiàn)液體混合與氣體交換,沒有機械攪拌裝置。因此,它對細胞的剪切力較小,適合對剪切力敏感的細胞(如動物細胞、植物細胞)的培養(yǎng)。常見于單克隆抗體、重組蛋白等生物制藥領域。
3.填充床生物反應器(Packed-Bed Bioreactor)
填充床生物反應器內(nèi)填充有固體載體(如陶瓷、聚合物或玻璃珠),細胞附著在載體表面生長,培養(yǎng)液流經(jīng)床層進行物質(zhì)交換。這種反應器適用于固定化細胞或酶催化反應,常用于廢水處理、酶法生產(chǎn)等。
4.波浪式生物反應器(Wave Bioreactor)
波浪式生物反應器是一種一次性使用的柔性袋式反應器,通過平臺的搖擺運動使培養(yǎng)液產(chǎn)生波浪式流動,實現(xiàn)混合與氣體交換。它結(jié)構(gòu)簡單、清潔方便,廣泛用于細胞治療、疫苗研發(fā)等小規(guī)模或中試培養(yǎng)。
5.膜式生物反應器(Membrane Bioreactor,MBR)
膜式生物反應器結(jié)合了生物反應與膜分離技術(shù),通過微濾或超濾膜實現(xiàn)細胞與產(chǎn)物的在線分離,提高產(chǎn)物純度和收率。主要用于污水處理、重組蛋白生產(chǎn)等。
總結(jié)
不同類型的生物反應器根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點、操作方式及應用需求,在生物制藥、食品工業(yè)、環(huán)境工程等領域發(fā)揮著重要作用。選擇合適的生物反應器類型,是提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化工藝流程的關鍵一步。
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