بیوراکتور همزن دار، کاربردیترین دستگاه در صنایع غذایی و دارویی
همانطور که پیش از این توضیح دادیم، بیوراکتور دستگاهی است، که با فراهم آوردن یک محیط ایزوله، شرایط تولید و کشت بسیاری از سلولهای زیستی مانند میکروارگانیسمها را فراهم میکند. همچنین این دستگاهها با توجه به کاربردهای متنوعی که در صنایع دارند، دارای انواع مختلفی هستند. معروفترین نوع آنها، فرمانتور است. پیش از این در مورد این مدل مفصل توضیح دادیم. واضح است که هر مدل از این تجهیزات در صنایع با کاربردی مشخص استفاده میشوند، در مقاله پیشرو به بررسی بیوراکتور همزن دار، کاربرد و عملکرد آن خواهیم پرداخت.
انواع بیوراکتورها
بیوراکتورها با توجه به کاربرد، صنعتی که از آنها استفاده میکند، جنس بدنه و محصول نهایی دارای دستهبندیهای مختلفی هستند. در اینجا مجموعهای از معروفترین انواع بیوراکتورها را مشاهده میکنید.
- بیوراکتور همزن دار
- فتوبیوراکتور یا بیوراکتورهای نوری
- بیوراکتور تصفیه فاضلاب
- بیوراکتورهای ناسا با کاربری شبیه سازی بافت
- بیوراکتور با تلاطم متفاوت
- بیوراکتور مهندسی بافت
- بیوراکتورهای ویژه و سفارشی
- بیوراکتور کاتالیستی
- بیوراکتور ناپیوسته
- بیوراکتور پیوسته
در این مقاله به بررسی مفصل بیوراکتورهای همزن دار میپردازیم.
بیوراکتور همزندار
معمولترین نوع بیوراکتورها، مدل همزندار است. همزن در این مدل فاکتوری بسیار مهم است، چرا که از آن برای یکنواخت و مخلوط کردن محیط کشت و در واقع فضای داخلی مخزن استفاده میکنند.
درون مخزن اکسیژن، مواد مغذی لازم و دما قابل کنترل هستند، البته که باید میزان و شدت این موارد در تمام فضای مخزن یکنواخت باشد. همزن با اختلاط فضای داخلی مخزن این موارد را در تمامی محیط کشت یکسان و یکنواخت میکند.
در این سیستمها معمولا اکسیژن از طریق سیستمی به نام اسپارژر به مخزن افزوده میشود. این سیستم میتواند یک حلقه با تعداد بسیاری حفره، یک روزنه و یک لوله باشد و اکسیژن را تحت فشار به مخزن وارد میکند.
همزنها میتوانند به اشکال مختلفی باشند، براساس شکل و جنس آنها دستهبندیهایی برای بیوراکتورهای همزندار وجود دارد.
بیوراکتور همزن دار چگونه عمل میکند؟
سیستم همزنی در این تجهیزات از یک یا چند پروانه که توسط یک موتور یا یک شفت مرکزی حمایت میشوند، تشکیل شده است. تعداد پروانهها به نسبت ارتفاع به قطر یا همان اندازه بیولوژیکی سیستم بسته است. این نسبت به طور معمول عددی بین ۳ تا ۵ میباشد. ناگفته نماند که در مواردی که این تجهیزات جهت کشت سلولهای جانوری استفاده میشوند، این نسبت به کوچکتر از ۲ نیز میرسد.
اسپارژر همراه با پروانه یا پروانههای موجود، سیستم توزیع گاز بهتری ایجاد میکند. حبابهای گاز تولید شده توسط اسپارژر با استفاده از همزن به حبابهای کوچک و ریزتر تقسیم میشوند. در واقع این پروسه نوعی همگن سازی است. به بیان دیگر میتوان گفت اسپارژر با همراهی همزن سبب اکسیژن رسانی به کلیه مواد موجود در مخزن میشوند.
این سیستم در مقایسه با سایر مدلها انتقال گاز بهتری دارد و اختلاط مواد موجود در مخزن در آن به خوبی انجام شده، در نتیجه شرایط کنترل پذیرتر خواهد بود.
همزن موجود در سیستم دارای انواع مختلفی است، در ادامه به بررسی چند مدل از معروفترین این همزنها میپردازیم.
پروانه راشتون
معمولترین نمونه همزن در این سیستمها پروانه راشتون نام دارد. این همزن جهت اختلاط در بیوراکتور استفاده میشود. این مدل نمونه بسیار بزرگ چرخندههایی با پرههای غول پیکر است، پرههای پنکه را در نظر بگیرید، حال نمونه بسیار بزرگ و قوی آن را تصور نمایید.
توربین
توربینها موتورهای گردانندهای هستند که قابلیت تبدیل انرژی حرارتی یا جنبشی به مکانیکی و الکتریکی را دارند. همچنین دارای انواع آبی، بادی و گازی هستند. در بیوراکتور همزندار که در ابعاد بسیار بزرگ ساخته شده و در صنایعی با تولید انبوه استفاده میشوند، همزن در واقع نوعی توربین است.
مارپیچ
همزن مارپیچ نوعی همزن است که در آن یک میله به صورت عمودی در مرکز به موتور یا شفت اصلی متصل شده است. یک مارپیچ دور این میله قرار گرفته است. این همزنها میتوانند ضمن ایجاد حرکات دایرهای و رفت و برگشتی، ترکیب یکنواختی از مواد مایع و جامد موجود در مخزن ایجاد نمایند.
کاربردهای بیوراکتور همزندار
از این نمونه از بیوراکتورها در تمامی صنایع میتوان استفاده نمود، اما کاربرد آنها در صنایع دارویی، غذایی و آزمایشگاهی بیشتر است.
بیوراکتور های همزن دار در صنایع غذایی
در صنایع غذایی معمولا تولیدات بسیار وسیع است و هر محصول در تعداد بالا تولید میشود. هر جا صحبت از تولید انبوه باشد، یکسان سازی فضای تولید با توجه به نیاز به یکسان شدن کیفیت محصول نهایی، مطرح میشود. در جایی که دستگاه و سیستم تولیدی یک بیوراکتور است، یکسان و یکنواخت سازی عموما توسط همزن صورت میگیرد. سیستمهایی که در صنایع غذایی مورد استفاده قرار میگیرند، موسوم به بیوراکتور غذایی هستند، چرا که از نظر ابعاد بزرگ بوده و دارای همزن هستند تا محیط یکنواختی ایجاد نمایند.
بیوراکتور دارویی
صنایع داروسازی نیاز به تولید انبوه دارند. همچنین داروهایی که تولید میشوند باید فاکتورهای مشابه داشته باشند، لذا شرط تولید انبوه دارو، تولید در محیط یکسان و یکنواخت است. این نکته را در نظر بگیرید که، دارو یکی از فرآوردههایی است که تنها با تغییر بسیار کوچک در یکی از فاکتورها محصول نهایی متفاوت خواهد بود. به همین دلیل میتوان گفت بیوراکتور دارویی یکی از انواع بیوراکتورهای همزندار است. همزن در این سیستم سبب ایجاد محیط یکنواخت و در نتیجه تولید محصولات یکسان میشود.
بیوراکتور آزمایشگاهی
عموما برای تست و آزمایش لازم است که محیط آزمایش یکسان و یکنواخت باشد، همین جمله میتواند توضیح کاملی برای کاربرد بیشتر این نوع بیوراکتورها در آزمایشگاهها باشد.
محصولات شرکت زیست صنعت صبا
ما در شرکت زیست صنعت صبا انواعی از بهترین بیوراکتورها و فرمانتورها را موجود داریم. میتوانید به صفحه محصولات ما سر بزنید، در صورتی که نمونه مورد نظر خود را نیافتید، میتوانید از طریق بخش ارتباط با ما و یا تماس با زیست صنعت صبا، نمونه مورد نظر خود را به کارشناسان ما سفارش دهید. تیم طراحی ما یکی از بهترینها در کشور هستند و میتوانند باکیفیتترین نمونه موجود را برای شما، متناسب با کاربرد موردنظرتان طراحی و بسازند.
جمعبندی
بیوراکتورها براساس موارد مختلفی دستهبندی میشوند. در یکی از این دستهبندیها که براساس نوع اختلاط در بیوراکتور است، مدل همزن دار در صدر قرار میگیرید. این مدل به دلیل امکان یکنواخت سازی، اکسیژن رسانی و سیستم همزنی قوی بسیار پرکاربرد است. نمونههایی به عنوان بیوراکتور دارویی و یا بیوراکتور صنایع غذایی و همچنین بیوراکتور آزمایشگاهی مثالهایی از کاربردهای گسترده این نمونه هستند. به بیان دیگر این مدل به اندازهای در این صنایع استفاده میشود، که نام آنها را گرفته است. در مطلب فوق بیوراکتور همزن دار را به صورت جزئیتر بررسی نمودیم.
پرسشهای متداول
- آیا بیوراکتورهای همزندار همگی مشابه هستند؟ خیر، مدل همزن در این نمونهها متفاوت است. سیستم همزنی میتواند از نوع پروانه راشتون، توربین و یا مارپیچ باشد.
- آیا بیوراکتور صنایع غذایی و دارویی تفاوت دارند؟ بله، تفاوتهایی دارند، اما هر دو از مدل همزندار هستند.
- چرا وجود همزن در بیوراکتورها مهم است؟ برای تولید محصولاتی با کیفیت مشابه نیاز است که مواد مغذی، اکسیژن، دما و سایر فاکتورهای محیط تولید یکنواخت باشند، همزن میتواند فضای مخزن را یکنواخت کرده و در تولید محصول نهایی با کیفیت کنترل شده مورد نظر اثرگذار باشد.
