광합성 세포 배양용 유리 광생물반응기

유리 광생물반응기 개요

유리 광생물반응기는 온도, 교반, 용존 산소, pH, 보충, 광도 등 다양한 제어 기능을 갖추고 있어 안정적이고 조절 가능한 환경에서 다양한 미생물 또는 식물 세포의 배양에 사용할 수 있습니다.

유리 광생물반응기 탱크는 고온 및 내식성이 뛰어난 고강도 실리콘 붕소 유리로 제작되었으며, 내외부 표면은 미러 폴리싱 처리되어 오염을 효과적으로 방지하고 재료를 선명하게 관찰할 수 있습니다. 또한, 유리 광생물반응기는 내부 및 외부 광원을 설계하여 필요에 따라 빛의 파장과 강도를 조정하여 다양한 광합성 과정의 요구 사항에 적응할 수 있습니다.

조명 장치

• 외부 커버형 또는 내부 내장형 광원을 채택하여 균일한 조명 효과를 제공합니다.
• 광원 색상, 파장 및 강도는 실험 요구 사항에 따라 맞춤 설정할 수 있어 미생물 또는 식물 세포에 광합성 조건을 제공합니다.
• 조류, 미생물 및 식물 세포의 광합성에 대한 생물학적 반응 연구에 적합합니다.

탱크 설계

• 탱크 용량 범위: 0.5리터부터 15리터까지, 최대 70%의 작업 용량.
• 고온 내성 실리콘 붕소 유리로 제작되어 효율적인 열 전달과 내식성을 보장합니다.
• 316L 스테인리스 스틸 탱크 커버에는 pH, 용존 산소, 온도 및 기타 전극 소켓과 같은 여러 인터페이스가 장착되어 여러 매개 변수를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.

온도 제어 시스템

• 온도 제어 범위: 20°C ~ 65°C, 저온 발효 및 미생물 배양 요구 충족.
• 재킷형 수조 전기 가열 방식을 사용하여 발효 온도를 자동 조절하며, PID 지능형 제어로 온도 제어 정확도를 보장하며, 정밀도는 ± 0.2 °C까지 가능합니다.

가스 흐름 및 통기 시스템

• 멸균 공기 여과를 위해 수입 필터를 채택하여 여과 정밀도가 0.2μm에 달하여 배양 공정의 무균성을 보장합니다.
• 온라인 유량계를 장착하여 가스 유량을 자동으로 조절하며, 조절 범위는 0~8L/분으로 다양한 발효 조건에서의 가스 수요에 대응합니다.

용존 산소 및 pH 제어

• 용존 산소 제어는 온라인 용존 산소 전극으로 감지되며, 회전 속도, 보충 및 기타 매개 변수 제어와 연동될 수 있으며, 측정 정확도는 ±3%, 분해능은 0.1%입니다.
• 수입 전극과 연동 펌프를 사용하여 산, 알칼리를 자동으로 첨가하는 pH 제어는 보충 공정과 연계할 수 있으며, 제어 정확도는 ± 0.02입니다.

자동 보충 및 거품 제거 제어

• 연동 펌프 시스템은 자동 보충 및 보충 흐름을 제공하며, 보충 속도(일정한 속도, 지수형 보충 등)를 설정할 수 있습니다.
• 자동 PID 거품 제거 제어 시스템은 거품을 실시간으로 모니터링하고, 발효 공정의 안정성을 보장하기 위해 자동으로 거품 제거제를 첨가합니다.

작동 원리

1. 광 및 성장 조건 최적화:유리 광생물반응기의 핵심은 자연광 조건을 모방하여 광합성에 적합한 파장과 광도를 제공하는 광학 시스템에 있습니다. 조류, 미생물 등은 빛의 작용을 통해 광합성을 수행하여 필요한 생물량과 대사 산물을 생산합니다. 내장형 또는 외장형 광원은 반응물의 요구에 따라 조정되어 효율적인 세포 성장을 보장합니다.
2. 온도 및 pH 제어:재킷식 수조 방식의 온도 제어 시스템을 통해 가열 및 냉각을 수행하여 반응기 내 온도가 사전 설정된 범위 내에서 유지되도록 하여 다양한 미생물 또는 조류의 성장 요구에 적응합니다. pH 제어 시스템은 검출 전극과 연동 펌프를 통해 산과 알칼리를 자동으로 첨가하여 배지의 적절한 산도와 알칼리도를 유지함으로써 생물의 대사를 촉진합니다.
3. 산소 전달 및 교반:상부 기계식 교반 또는 자기 커플링 교반을 통해 반응기 내 재료의 균일한 혼합을 보장하고 산소 및 영양분의 효과적인 전달을 촉진하여 사각지대나 농도 구배를 방지합니다. 용존산소(DO) 전극은 용존산소 수준을 실시간으로 모니터링하여 미생물이 적절한 산소 조건에서 성장하도록 합니다.
4. 가스 유량 및 보충:정밀 유량계로 가스 유량을 자동 조절하여 안정적인 산소 공급을 보장하고 가스 공급 부족으로 인한 배양 정체 현상을 방지합니다. 보충 시스템은 용존 산소(DO) 및 pH 변화에 따라 보충량을 자동 조정하여 미생물의 대사 및 성장 속도를 최적화합니다.

적용 분야

• 바이오에너지:바이오디젤 생산과 같은 조류 바이오연료의 경우, 광생물반응기는 자연광 조건을 모방하여 조류의 성장 효율을 개선하고, 지질 축적을 증진시키며, 바이오연료 생산을 촉진합니다.
• 환경 보호:폐수 처리 및 오염 물질 분해 과정에서 광생물반응기는 광합성 세균이나 조류를 배양하여 유해 물질을 흡수하고 폐기물을 무해한 물질로 전환함으로써 환경 복원 효과를 달성할 수 있습니다.
• 식품 및 영양:식품용 효모, 프로바이오틱스 및 기타 미생물을 배양하여 천연 착색제, 비타민, 아미노산 등을 생산하는 데 사용됩니다. 높은 광합성 효율은 미생물의 빠른 성장과 대사 산물의 풍부한 생산을 촉진합니다.
• 의약품 및 생물학적 제제:항생제, 백신, 효소 등 생물학적 의약품 생산에 활용되며, 광생물반응기는 미생물 또는 세포의 대규모 생산을 촉진하는 제어된 환경을 제공합니다.
• 녹색 화학 및 대사 공학:천연 유기산, 효소, 항생제 등 천연물 생산 과정에서 광합성을 활용하여 제품 수율을 높이고 녹색 화학 및 대사 공학 발전을 촉진합니다.