K používání a měření webu využíváme cookies. Používáním tohoto webu souhlasíte se způsobem, jakým s cookies nakládáme. Další informace

Příprava na nový bioreaktor

Příprava na nový bioreaktor

Nově objednaný fermentor s sebou může nést radost z očekávání. Jestli se očekávání naplní záleží především na schopnostech vašeho obchodního zástupce - jestli vám poskytl všechny potřebné informace, včetně těch na které jste se zapomněli sami zeptat a samozřejmě jestli trochu neohnul realitu za účelem prodeje. I když ale zrovna dovezený přístroj splní vše, co se od něj očekává, plány může zhatit zanedbaná příprava ze strany uživatele. 

Níže uvedené parametry jsou obecné hodnoty pro bioreaktory INFORS HT. Nejsou-li specifikace médií součástí nabídky, neváhejte si je vyžádat u svého dodavatele. Určitě nic nezkazíte tím, když svého prodejce požádáte o návod k obsluze s předstihem. Každý výrobce by v něm měl určovat konkrétní požadavky pro objednanou konfiguraci fermentoru.

Výběr lokality

Místo v rámci budovy by jste měli mít vybrané dlouhou dobu před objednávkou. Jestli fermentor bude v přízemí nebo v desátém patře nehraje zásadní roli, kromě samotného nastěhování. Je ale potřeba brát ohled na vzdálenost k autoklávu, přípojek médií nebo podmínky samotného prostředí. 

Prostor

  • Stolní bioreaktor: 150 x 80 cm
  • IN-SITU bioreaktor: 230 x 150 cm 

Ať už stolní nebo samostatně stojící bioreaktor potřebuje prostor pro umístění, ale také pro pohodlnou manipulaci. Není nic otravnějšího, než nemít kam odložit reagenční lahev nebo neustále zavázet o hadičky vedoucí z fermentoru. 

U stolních systémů je vhodné rezervovat 2,5 násobek šířky fermentoru. Má-li Minifors na šířku necelých 50 cm, vymezte mu místo na laboratorním stole o šířce 125 cm. Zůstane vám tak prostor pro pohodlné odložení celé kultivační nádoby a ještě zbyde dostatek pro manipulaci. 

Nerezové přístroje paradoxně tolik prostoru kolem sebe nepotřebují, protože nebudete běžně odkládat kultivační nádobu. Je však nutné pamatovat na přístupnost ze všech stran a rezervovat si kolem přístroje alespoň 60 cm.

Okolní podmínky

  • Okolní teplota: 15°C až 30°C
  • Vlhkost: max. 65% bez kondenzace

Fermentory, stejně jako lidé, nemají rádi horké nebo vlhké prostředí. Teplota místnosti by tedy měla být kolem běžných 22°C a určitě by neměla přesahovat 30°C a to ani během horkých letních dnů. Zima přístrojům nevadí tolik jako lidem, ovšem je vhodné zajistit, aby teplota místnosti neklesla pod 15°C. 

Oproti tomu vlhkost nemá spodní hranici a je tedy jenom potřeba hlídat, aby nepřesahovala hodnotu 60% a držela se ideálně pod 50%. 

Požadavky na média

Co vlastně takový fermentor potřebuje? Elektřinu, vodu, plyny, odpad, páru... vše záleží na konfiguraci přístroje. Je ovšem nutné pamatovat na dodržení parametrů médií. Už jenom vysoký nebo nízký tlak vody může způsobit nepříjemnosti. 

Elektřina

  • Bioreaktor: 1x 230V, 50 Hz, 16 A (max.)
  • Počítač: 3x 230V, 50 Hz
  • Generátor páry: 1x 400V, 50 Hz, 3x 25 A

Všechny bioreaktory INFORS HT pracují s jednofázovým napájením 230V, dokonce i ty velké, nerezové. Výjimku tvoří případná dodatečná zařízení, jako např. generátor páry, který je proveden vždy pro 3-fázové zapojení (3x 25 A).

U stolních přístrojů je dobré nezapomenout, že součástí fermentoru bývá počítač s monitorem a třeba i tiskárnou a bude potřeba mít k dispozici alespoň 3 až 5 zásuvek 230V.

Plyny

  • Tlak: 2 bar (+/- 0,5 bar)

Každý fermentor pracuje s nějakým plynem. Většinou se jedná o vzduch, ale může jít o dusík, kyslík nebo CO2, případně i další. Jakýkoliv plyn musí mít upraven tlak na 2 bar s tolerancí +/- 0,5 bar. Bude-li tlak moc nízký, fermentor nebude schopen správně dávkovat plyny do média. Pokud bude tlak naopak moc vysoký, může to způsobit uzavření přetlakového ventilu v bioreaktoru. 

Nemáte-li v místě instalace rozvod plynů, lze je nahradit tlakovou lahví, ale samozřejmě i zde je potřeba myslet na redukční ventil na hodnotu 2 bary. Rozvod vzduchu lze pak nahradit bezolejovým kompresorem a kyslík může poskytnout kyslíkový koncentrátor. 

Samotná přípojka plynů na bioreaktoru je formou trysky pro tlakovou hadici o vnitřním průměru 6 mm. 

Voda

  • Tlak: max. 2 bar (+/- 0,25 bar)
  • Tvrdost vody: měkká nebo velmi měkká
  • Teplota: 12°C

Připojení vody slouží pro regulaci teploty. Fermentory jako Minifors nebo Multifors 2 se dokonce bez připojení na vodu obejdou, ale nebude možné médium chladit pod úroveň okolní teploty. Ideální tlak vody pro fermentor jsou 2 bary a je tedy nutné opět myslet na redukční ventil. Nízký tlak vody může způsobit nedostatečné chlazení kultivační nádoby, vysoký tlak i prasknutí hadice a vytopení laboratoře. 

Vodní kámen je prevít, který dokáže rozbít pračku, ale po cca 10 letech si poradí i s fermentorem. Chcete-li se vyhnout pozdějším výdajům, je dobré zajistit vodu označenou jako měkkou nebo ještě lépe velmi měkkou. K analýze postačí běžně dostupné testy tvrdosti vody a k úpravě zase běžné změkčovače. 

Samotnou kapitolou je teplota vody. Ta totiž udává na jak nízkou teplotu bude možné bioreaktor vychladit. Z vlastní zkušenosti vím, že drtivé většině uživatelů stačí běžná teplota 12°C. 

Každý bioreaktor si vodu ohřívá sám (podobně jako myčka nádobí nebo pračka) a na přípojku teplé vody tak můžete s klidem zapomenout. Nejeden zákazník však ve snaze maximální připravenosti nechal zbudovat přípojky i na teplou vodu.

Stolní bioreaktory se připojují hadicí o vnitřním průměru 8,3 mm, IN-SITU bioreaktory pak 10 mm.

Odpad

  • Tlak: samospádem
  • Odolnost: do 100°C

Když bioreaktor zrovna vodu nezahřívá, ale chladí, potřebuje zahřátou vodu na výstupu někam vypustit. Vypouštění probíhá samospádem a není tedy potřeba řešit vysoké tlaky. Teplota odpadní vody ale může dosahovat vysokých teplot a tak odpadní přípojka musí být konstruována na teploty až 100°C s připojením na hadici 10 mm. V praxi u stolní bioreaktorů tuto funkci zastává výlevka. 

Do odpadu může být sveden také kondenzát (týká se pouze IN-SITU fermentorů). Opět je potřeba odolnost vůči vyšším teplotám až do 100°C. Přípojka na hadici by měla mít průměr 13 mm.

Pára

  • Tlak: 2 bar (+/- 0,2 bar)
  • Spotřeba: 8 Kg/h až 20 Kg/h

Integrovaný generátor páry v bioreaktoru Techfors SPára je samozřejmě jenom otázkou nerezových IN-SITU fermentorů. Využívá se pro ohřev kultivační nádoby (pokud není prováděn elektricky) a samozřejmě ke sterilizaci. V praxi naši uživatelé používají buď integrovaný generátor páry nebo rozvod čisté páry. Jak Techfors S, tak i větší Techfors jsou ale připravené pro připojení procesní (špinavé) páry a čisté páry. V obou případech je opět potřeba zajistit tlak 2 bary s tolerancí +/- 0,2 baru. 

Kromě tlaku u páry hraje také roli průtok nebo spotřeba, chcete-li. Ta se liší podle velikosti kultivační nádoby, kterou procesní pára musí ohřívat. U Techfors S s 15 litrovou nádobou jde o 8 Kg/h, zatímco s 42 litrovou nádobou už je zapotřebí 20 Kg/h. Spotřebu u modelu Techfors (50 - 500 litrů) je lepší konzultovat individuálně. 

Pára se připojuje rovněž flexi-hadicí o průměru 10 mm. Pouze přípojka pro vzorkovací ventil (čistá pára) má připojení 6 mm. 

Výstup plynů

Čím více plynu se pouští do kultivačního média, tím více jich zpravidla odchází. Výstup plynů z nádoby je vybaven chladičem pro kondenzaci par a následně filtrem. Zde se zpravidla připojují analyzátory výstupních plynů. Bude-li směs na výstupu nebezpečná je potřeba ji připojit na vývod z místnosti. 

U stolních fermentorů má přípojka na výstupu průměr 8 mm, u IN-SITU to je pak 10 mm.

Vybavení laboratoře

Když už máme místnost s přípojkami médií, adekvátní teplotou a vlhkostí, můžeme jí nazývat laboratoří. V takové laboratoři bude zapotřebí ale dalších přístrojů, aby bioreaktor měl vůbec nějaký smysl. 

Autokláv

Parní sterilizátor je potřeba ke každému bioreaktoru. Stolní přístroje se skleněnou nádobou se v něm sterilizují, nerezové IN-SITU potřebují sterilní inokulační / feedovací ventily. Bez malého autoklávu se neobejde ani Labfors 5 s jednotkou LabCIP, kde je potřeba sterilizovat chladič odchozích plynů.

U stolního bioreaktoru hrají roli tzv. sterilizační rozměry kultivační nádoby, tedy nákres nádoby včetně veškerého příslušenství (pumpičky, hadičky,...) tak, jak se vkládá do autoklávu. Podle takového nákresu můžete ověřit, jestli váš stávající sterilizátor bude vyhovovat nebo nikoliv. 

Výbava autoklávu je na samostatnou kapitolu (viz. Sterilizace kultivační nádoby bioreaktoru), ale pamatujte, že je zapotřebí 

  • funkce vakua - pro sterilizaci dutých předmětů (hadičky)
  • funkce protitlaku - pro možnost sterilizace pevně uzavřených nádob, pokud nechcete použít chladič odchozích plynů
  • funkce chlazení kapalin zajistí rychlejší proces, ale není nezbytně nutná

Ultrazvuková čistička

Pokud nechcete každou součástku drhnout kartáčkem na zuby, ultrazvuková čistička najde své uplatnění. Je vhodné ji použít pro čištění malých nerezových součástek nádoby, jako např. ucpávky, průchodky atp., ale výrobce jí doporučuje použít pro zapouzdřené součástky, jako např. chladič odchozích plynů.

Inkubovaná třepačka

Inkubovaná orbitální třepačka Ecotron | INFORS HTOrbitální třepačka je vlastně takový hodně jednoduchý fermentor a běžně slouží k přípravě inokula. Oproti statickému inkubátoru nabídne třepačka mnohem lepší OTR (Oxygen Transfer Rate). Jak velká má být třepačka záleží na velikosti bioreaktoru. Na přípravu 1 - 2 litrů inokula by měl postačovat Ecotron, pro větší objemy je dobré zvážit Minitron nebo některý z Multitronů

S výbavou by nadále šlo pokračovat skoro do nekonečna přes laminární box nebo lyofilizátor a kapslovačku. Je to však otázkou každého procesu, v jaké třídě čistoty se fermentace bude odehrávat, stejně jako další procesy po skončení kultivace.