超聲波流量傳感器在一次性生物發(fā)酵過程中的應用

前言

“ 生物發(fā)酵作為生物醫(yī)藥行業(yè)的關(guān)鍵工藝之一,要求發(fā)酵系統(tǒng)必須保證無菌和易于清潔,這使得發(fā)酵過程中各種流體的精確控制和監(jiān)測變得至關(guān)重要且富有挑戰(zhàn)性。"

超聲波流量傳感器憑借其特殊的非接觸式測量方式,可以實時準確測量進入和離開生物反應器的各種流體流量,滿足一次性生物發(fā)酵工藝的要求。

圖1.迅音傳感器在生物制藥過程的典型應用

超聲波流量傳感器工作原理是利用超聲波傳感器發(fā)射和接收超聲波,通過測量超聲波在流體中傳播時間的變化來計算流速和流量。與傳統(tǒng)的機械式流量計不同,超聲波流量傳感器實現(xiàn)了真正的無接觸測量,它不需要插入到流體中,無任何運動部件,體積小,易于清潔,符合一次性生物反應器的要求。這使其可廣泛應用于一次性生物反應器的各個管道和單元的流量測量,如進液管道、出液管道、過濾系統(tǒng)和補料罐等,對整個系統(tǒng)的流量進行各方位的監(jiān)控。

圖2.超聲波流量傳感器工作原理

在生物反應過程的初期階段,精確的流量控制對細胞生長至關(guān)重要。超聲波流量傳感器可以根據(jù)培養(yǎng)液的流變性能實時調(diào)控進液流量,以適應細胞的生長周期,達到好的營養(yǎng)供應速率。在高密度生長期和后期,超聲波流量傳感器還可以根據(jù)產(chǎn)率和總產(chǎn)量要求精確控制產(chǎn)品收集速率。與生物反應器的其他在線傳感器如溫度傳感器,pH傳感器和溶解氧傳感器集成,超聲波流量傳感器可以實現(xiàn)對整個生物反應過程的在線監(jiān)測。

圖3.小型發(fā)酵罐

綜上,超聲波流量傳感器非接觸的測量方式和易于清潔的特點,使其成為一次性生物發(fā)酵工藝中理想的流量測量與控制設(shè)備。其應用可以大限度地減少污染風險,確保無菌條件,實現(xiàn)對生物反應的精密控制,為生產(chǎn)高質(zhì)量和高產(chǎn)量的生物醫(yī)藥產(chǎn)品提供有力支撐。

圖4.迅音CG系列外夾式超聲波流量傳感器

迅音超聲波流量傳感器與蠕動泵等流體傳輸設(shè)備的聯(lián)合應用,可以簡化一次性生物發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),提高操作便利性,對發(fā)酵過程的精密控制和優(yōu)化起到至關(guān)重要的作用。這些技術(shù)的融合為生物醫(yī)藥行業(yè)提供了更加高效可靠的工藝裝備,將有利于降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。