바이오리액터는 발효나 생물학적 정화와 같은 생물학적 공정을 위한 최적의 환경을 조성하도록 설계되었습니다.
이러한 조건에는 몇 가지 주요 요소에 대한 정밀한 제어가 포함됩니다.
바이오리액터에서 유지되는 5가지 핵심 요소
온도 제어
온도는 바이오리액터에서 매우 중요한 요소입니다.
온도는 생물학적 반응 속도와 미생물의 생존력에 직접적인 영향을 미칩니다.
연구 또는 활용 중인 특정 생물학적 프로세스에 맞는 최적의 온도를 유지하기 위해 반응기를 가열하거나 냉각할 수 있습니다.
예를 들어, 발효 과정에서 정확한 온도를 유지하면 원하는 대사산물을 효율적으로 생산하고 효소의 변성이나 미생물의 손상을 방지할 수 있습니다.
pH 제어
바이오리액터 내 배지의 pH는 또 다른 중요한 파라미터입니다.
많은 미생물은 최적의 기능을 발휘하는 특정 pH 범위를 가지고 있습니다.
이 범위에서 벗어나면 미생물의 대사 활동과 전반적인 건강에 영향을 미칠 수 있습니다.
바이오리액터에는 미생물을 위한 최적의 조건을 유지하기 위해 필요에 따라 산이나 염기를 첨가하여 pH를 조정하는 pH 센서와 제어 시스템이 장착되어 있습니다.
압력 제어
온도와 pH만큼 보편적으로 중요하지는 않지만 압력은 특정 바이오리액터 애플리케이션에서 중요한 요소가 될 수 있습니다.
특히 고압 또는 기체-액체 질량 전달과 관련된 응용 분야에서는 더욱 그렇습니다.
압력을 제어하면 호기성 미생물에 필수적인 산소 같은 가스의 용해도를 유지하고 휘발성 화합물의 유출을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.
무균
바이오리액터에서는 원치 않는 미생물에 의한 오염을 방지하기 위해 무균 상태를 유지하는 것이 필수적입니다.
이는 엄격한 설계 및 운영 프로토콜을 통해 달성됩니다.
여기에는 멸균 재료 사용, 반응기와 그 내용물의 멸균, 작동 중 무균 상태 유지 등이 포함됩니다.
멸균은 반응기 내에서 발생하는 생물학적 과정이 의도된 미생물 또는 세포에 의해서만 이루어지도록 보장합니다.
혼합 및 분산
바이오리액터의 모든 미생물이 필요한 자원에 접근할 수 있도록 영양분과 가스의 효과적인 혼합과 분산이 필요합니다.
교반 반응기는 이를 위해 기계적 교반을 사용하지만, 다른 설계에서는 가스 분사 또는 기타 방법을 사용할 수 있습니다.
적절한 혼합은 반응기 전체에서 균일한 조건을 유지하는 데도 도움이 됩니다.
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