تفاوت بین بیوراکتور و راکتور شیمیایی چیست؟

ویژگی های طراحی بیوراکتورها عمدتاً شامل نکات زیر است:

1. مناسب برای کشت در مقیاس بزرگ: بیوراکتورها حجم و سطح بالایی دارند که می توانند فضای کافی برای رشد سلولی را فراهم کنند و برای کشت در مقیاس بزرگ مناسب هستند.

2. اختلاط یکنواخت: اثر اختلاط در بیوراکتور خوب است که می تواند توزیع یکنواخت سلول ها را در محیط کشت تضمین کند که منجر به رشد و متابولیسم سلول می شود.

3. شرایط محیطی مناسب را حفظ کنید: بیوراکتورها معمولاً مجهز به وسایل کنترلی مانند دما، pH و اکسیژن محلول هستند که می توانند شرایط محیطی مناسب را حفظ کرده و رشد و متابولیسم سلول را تسهیل کنند.

4. عملیات آسان: عملکرد بیوراکتور نسبتاً ساده است و امکان انجام عملیات راحت مانند تغذیه، تخلیه، هم زدن و کنترل دما را فراهم می کند.

5. سازگاری با انواع سلول های متعدد: بیوراکتورها برای انواع مختلف سلول مانند باکتری، مخمر، سلول های حیوانی و غیره مناسب هستند و می توانند با توجه به نیاز انواع مختلف سلول طراحی شوند.

6. از کیفیت متابولیت های سلولی اطمینان حاصل کنید: بیوراکتور می تواند شرایط محیطی مناسبی را برای تضمین کیفیت پایدار و سازگار متابولیت های سلولی فراهم کند.

7. اجتناب از آلودگی: طراحی بیوراکتور دارای اقداماتی برای جلوگیری از آلودگی است، مانند دستگاه های آب بندی، فیلترها و غیره، که می تواند به طور موثر از تأثیر آلودگی خارجی بر روی کشت سلول جلوگیری کند.

انواع مختلف بیوراکتورها نیز ویژگی های طراحی منحصر به فرد خود را دارند، مانند بیورآکتورهای مخزن همزن، که دارای مزایایی مانند درجه اختلاط بالا و سازگاری گسترده هستند و برای کشت در مقیاس بزرگ مناسب هستند. بیوراکتور Airlift که محیط کشت را از طریق گردش هوا به هم می زند، دارای مزایایی مانند راندمان بالای انتقال اکسیژن و عملکرد آسان است که آن را برای کشت در مقیاس بزرگ سلول های گیاهی مناسب می کند. بیوراکتور سلولی تثبیت شده از فناوری بیحرکتی استفاده می کند که می تواند پایداری سلول ها و کارایی کشت مداوم را بهبود بخشد. بیوراکتور نوری با راه اندازی یک سیستم نوری برای پرورش سلول های گیاهی مناسب است.

بیوراکتورهای رایج:

1. بیوراکتور هم زده: این نوع راکتور دارای مزایای درجه اختلاط بالا، سازگاری وسیع و کنترل آسان دما، pH، اکسیژن محلول و غلظت مواد مغذی در داخل راکتور است که باعث می شود در کشت در مقیاس بزرگ استفاده شود.

2. بیوراکتور حمل و نقل هوایی: با هم زدن محیط کشت از طریق گردش هوا، دارای راندمان انتقال اکسیژن بالا، ساختار و عملکرد راکتور نسبتا ساده است و برای کشت سلول های گیاهی در مقیاس بزرگ مناسب است.

3. بیوراکتورهای سلولی بی حرکت: به بیوراکتورهای بستر بسته و بیوراکتورهای بستر سیال تقسیم می شود. بیوراکتور بستر پر شده اغلب در معرض شکستگی و انسداد ذرات به دلیل فشرده سازی بین ذرات است. در یک بیوراکتور بستر سیال، انرژی سیال برای نگه داشتن ذرات نگهدارنده در حالت معلق استفاده می شود و در نتیجه اثر اختلاط خوبی ایجاد می شود. با این حال، نیروی برشی سیال و برخورد ذرات اغلب باعث آسیب ذرات و خروج سلول می شود.

4. بیوراکتور نوری: یک سیستم نوری در بالای بیوراکتور همزن یا ایرلیفت نصب می شود که برای پرورش سلول های گیاهی مناسب است.

5. درام بیوراکتور: دارای مزایای سیستم تعلیق یکنواخت، محیط برشی کم، راندمان تامین اکسیژن بالا و جلوگیری از چسبندگی دیواره سلولی است که آن را برای کشت سلول های معلق گیاهی با تراکم بالا مناسب می کند.

خلاصه سازی:

تفاوت اصلی بین راکتورهای شیمیایی و بیوراکتورها در طراحی و کاربرد آنها نهفته است. راکتورهای شیمیایی عمدتاً برای واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شوند، در حالی که بیوراکتورها عمدتاً برای پشتیبانی از فرآیندهای بیولوژیکی استفاده می‌شوند. راکتورهای شیمیایی معمولاً در شرایط دما و فشار بالا نیاز به واکنش دارند، در حالی که بیوراکتورها معمولاً در دما و فشار اتاق واکنش نشان می دهند. علاوه بر این، سرعت واکنش راکتورهای شیمیایی سریعتر است، در حالی که سرعت واکنش بیوراکتورها کندتر است. غلظت محصولات در راکتورهای شیمیایی معمولاً زیاد است، در حالی که غلظت محصولات در بیوراکتورها نسبتاً کم است. گزینش پذیری راکتورهای شیمیایی کم است، در حالی که گزینش پذیری بیوراکتورها زیاد است.