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生物發(fā)酵領(lǐng)域氣體流量控制器(MFC)選型指南

來(lái)源:蘇州愛(ài)拓利電子設(shè)備有限公司   2025年04月02日 17:25  
以下是生物發(fā)酵領(lǐng)域氣體流量控制器(MFC)的選型指南:


  1. 氣體類(lèi)型:發(fā)酵過(guò)程常用氧氣、氮?dú)?、二氧化碳和空氣等氣體。不同氣體的物理化學(xué)性質(zhì)不同,MFC 需針對(duì)具體氣體選型。如測(cè)量腐蝕性氣體,需選耐腐蝕材質(zhì)的 MFC,如哈氏合金等;對(duì)于特殊氣體,還需關(guān)注 MFC 的兼容性和校準(zhǔn)情況,部分 MFC 支持多種氣體,但需針對(duì)不同氣體校準(zhǔn)。

  2. 流量范圍:根據(jù)生物發(fā)酵工藝中氣體的實(shí)際用量來(lái)選擇。實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模發(fā)酵,流量范圍可能在幾 sccm 到幾十 sccm;工業(yè)大規(guī)模發(fā)酵罐,氣體流量需求大,可能需幾百 sccm 甚至更高流量范圍的 MFC。所選 MFC 的流量范圍要能覆蓋工藝所需流量,且盡量使實(shí)際流量處于 MFC 量程的中間段,以保證測(cè)量和控制精度。

  3. 流量精度:生物發(fā)酵過(guò)程對(duì)氣體流量精度要求較高,精度通常以滿(mǎn)量程的百分比表示,如 ±0.5%、±1% FS 等。高精度的 MFC 可提高流量控制準(zhǔn)確性,確保發(fā)酵過(guò)程中氣體供應(yīng)穩(wěn)定,一般建議選擇精度在 ±1% FS 及以上的產(chǎn)品。

  4. 壓力范圍:發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵罐內(nèi)有一定壓力,要確保所選 MFC 的工作壓力范圍符合發(fā)酵罐的工作壓力要求,包括進(jìn)氣壓力和排氣壓力等,避免因壓力不匹配導(dǎo)致 MFC 性能問(wèn)題或損壞。

  5. 工作溫度:生物發(fā)酵通常在特定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,如 35°C-37°C。要選擇能在該工作溫度環(huán)境下穩(wěn)定可靠工作的 MFC,考慮溫度對(duì)其性能的影響,防止溫度變化導(dǎo)致流量控制不準(zhǔn)確。

  6. 通信接口:根據(jù)發(fā)酵控制系統(tǒng)的要求選擇通信接口。常見(jiàn)接口有 RS-232、RS-485、Modbus、Profibus、EtherCAT 等。若發(fā)酵系統(tǒng)采用 PLC 控制,可選擇與之兼容的通信接口,實(shí)現(xiàn) MFC 與控制系統(tǒng)的連接,方便遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制氣體流量。

  7. 認(rèn)證和材質(zhì):在生物發(fā)酵領(lǐng)域,尤其是制藥和食品相關(guān)行業(yè),MFC 與介質(zhì)接觸的部件需符合相關(guān)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),如 USP VI 類(lèi)、FDA 標(biāo)準(zhǔn)等,以確保生物相容性和產(chǎn)品質(zhì)量。材質(zhì)方面,通常選用不銹鋼等耐腐蝕、不易污染發(fā)酵液的材料。

  8. 品牌和質(zhì)量:選擇質(zhì)量可靠的 MFC,可保證產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)。 MFC 通常在精度、穩(wěn)定性、耐用性等方面表現(xiàn)更優(yōu),且有完善的售后技術(shù)支持,能及時(shí)解決使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。

  9. 響應(yīng)時(shí)間:在發(fā)酵過(guò)程中,氣體流量可能需要根據(jù)工藝變化進(jìn)行快速調(diào)整,特別是在補(bǔ)料分批發(fā)酵或控制發(fā)酵過(guò)程中的溶氧濃度等情況。熱式 MFC 響應(yīng)速度快,通常在毫秒級(jí),能快速跟蹤流量變化,更適合這種動(dòng)態(tài)變化的場(chǎng)景。

  10. 調(diào)節(jié)范圍:較大的調(diào)節(jié)范圍可以讓 MFC 在不同的發(fā)酵階段適應(yīng)不同的氣體流量需求。例如,在發(fā)酵初期,微生物生長(zhǎng)緩慢,氣體需求較少;而在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,氣體需求會(huì)顯著增加。具有寬調(diào)節(jié)范圍(如 > 100:1)的 MFC 可以更好地滿(mǎn)足這種變化


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