玻璃發(fā)酵罐是一種在生物技術(shù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的設(shè)備,主要用于微生物發(fā)酵、細(xì)胞培養(yǎng)及生物制劑生產(chǎn),其核心優(yōu)勢體現(xiàn)在材質(zhì)特性、功能設(shè)計及應(yīng)用靈活性上。是以高硼硅玻璃為主體,這種材質(zhì)具有無毒無污染的特性,可避免傳統(tǒng)金屬罐可能帶來的重金屬析出問題,確保發(fā)酵產(chǎn)物的安全性和純度。同時,玻璃表面光滑,不易滋生微生物,且耐腐蝕性強,能耐受多種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,延長設(shè)備使用壽命。部分高d型號還采用不銹鋼夾套或機殼設(shè)計,既增強了設(shè)備的耐用性,又便于清潔維護(hù)。
1、高透明度與可視化
核心優(yōu)勢:罐體采用高硼硅酸鹽玻璃(如GG-17、Pyrex),透光率高,可清晰觀察罐內(nèi)情況。
應(yīng)用價值:
實時監(jiān)控細(xì)胞/菌體生長狀態(tài)、形態(tài)變化、聚集或沉淀現(xiàn)象。
直觀觀察氣泡產(chǎn)生、泡沫形成與消解、攪拌混合效果、液位變化。
便于教學(xué)演示和實驗過程記錄(可配合相機拍攝)。
2、優(yōu)異的化學(xué)惰性與耐腐蝕性
材質(zhì)特性:高硼硅玻璃對強酸、強堿、有機溶劑和大多數(shù)化學(xué)試劑具有強的耐受性。
應(yīng)用價值:
不會與培養(yǎng)基、代謝產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),保證產(chǎn)物純度和實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
無金屬離子(如Fe³?、Cr??)溶出,避免對敏感細(xì)胞或酶活性的抑制。
適用于pH范圍寬泛的發(fā)酵過程。
3、良好的熱穩(wěn)定性與耐溫差性能
技術(shù)參數(shù):
軟化點高(約820°C)。
熱膨脹系數(shù)低(約3.3×10??/K),能承受劇烈的溫度變化。
應(yīng)用價值:
可進(jìn)行高溫高壓蒸汽滅菌(121°C,15-20 psi),確保無菌操作。
在加熱或冷卻過程中不易因熱應(yīng)力而破裂,運行安全可靠。
4、易于清潔與滅菌
結(jié)構(gòu)設(shè)計:罐體通常為整體吹制,內(nèi)部光滑w死角;接口少,密封簡單。
維護(hù)優(yōu)勢:
可拆卸后用清水、去離子水或清洗劑徹d沖洗。
可直接放入高壓滅菌鍋(Autoclave)進(jìn)行濕熱滅菌,滅菌徹d且方便。
減少了交叉污染的風(fēng)險,適合多批次、多菌種實驗。
5、精確的過程參數(shù)控制(Precise Process Control)
現(xiàn)代玻璃發(fā)酵罐通常配備完善的在線監(jiān)測與控制系統(tǒng),實現(xiàn)對關(guān)鍵參數(shù)的實時調(diào)控:
溫度控制:通過夾套(外部循環(huán)水浴或電加熱)或內(nèi)置蛇形管進(jìn)行精確控溫(±0.1~0.5°C)。
pH控制:配備pH電極,自動添加酸/堿溶液維持設(shè)定pH值。
溶解氧(DO)控制:配備DO電極,通過調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速、通氣量、富氧空氣或純氧比例來維持溶氧水平。
攪拌系統(tǒng):頂部電機驅(qū)動磁力耦合或機械密封的攪拌軸,帶動多層攪拌槳(如Rushton渦輪槳、斜葉槳),確保良好混合與傳質(zhì)。
液位與泡沫控制:可選配液位傳感器和泡沫探頭,聯(lián)動蠕動泵添加消泡劑。
6、靈活的氣體管理(Flexible Gas Management)
進(jìn)氣系統(tǒng):配備精密流量計(轉(zhuǎn)子流量計或質(zhì)量流量控制器MFC),可獨立控制空氣、氧氣、氮氣、二氧化碳等氣體的通入。
氣體預(yù)處理:氣體進(jìn)入罐體前經(jīng)過過濾器(0.22μm除菌濾芯)和加濕裝置,防止染菌和水分流失。
尾氣處理:排氣口可連接冷凝器、流量計或尾氣分析儀(用于CER、OUR計算)。
7、模塊化與可擴(kuò)展性(Modularity&Scalability)
設(shè)計特點:罐體、夾具、控制系統(tǒng)相對獨立,易于組裝和拆卸。
應(yīng)用優(yōu)勢:
可根據(jù)實驗需求靈活配置傳感器、補料系統(tǒng)、稱重模塊等。
作為從搖瓶到大型不銹鋼發(fā)酵罐之間的中間放大平臺,驗證工藝可行性。
8、體積適中,適合小規(guī)模研究
典型規(guī)格:工作體積通常在0.5L到20L之間,非常適合:
高通量篩選實驗。
多條件并行測試。
小批量珍貴產(chǎn)物的制備。
9、安全性與可靠性
壓力安全:罐蓋配有安全泄壓閥,防止超壓。
密封性:采用硅膠或氟橡膠O型圈密封,確保氣密性,防止泄漏和污染。
結(jié)構(gòu)穩(wěn)固:不銹鋼支架提供穩(wěn)定支撐,減少振動。