2.1 Tổng quan về bioreactor
2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy trong Bioreactor
Tất cả các bioreactor đều xử lý các hệ thống không đồng nhất liên quan đến hai hoặc nhiều pha, ví dụ như chất lỏng, khí, chất rắn. Do đó, các điều kiện tối ưu cho quá trình lên men đòi
26 hỏi sự chuyển giao hiệu quả khối lượng, nhiệt độ và từ giai đoạn này sang giai đoạn khác. Các nguyên lý kỹ thuật hóa học được sử dụng để thiết kế và vận hành bioreactor.
Một bioreactor cần được đảm bảo những yếu tố sau: - Bộ phận chuyển động (để trộn tế bào và môi trường) - Sục khí cho O2 cung cấp vào mơ hình
- Các yếu tố mơi trường được kiểm sốt thường xun bao gồm nhiệt độ, nồng độ oxy, pH, khối lượng tế bào, mức chất dinh dưỡng quan trọng và nồng độ sản phẩm.
- Khử trùng và duy trì sự vơ trùng
- Rút các tế bào / mơi trường (phân tích kết quả sinh khối của vi sinh vật).
- Sử dụng máy vi tính: Tích hợp máy tính vào các hệ thống lên men dựa trên khả năng của máy tính để theo dõi q trình, thu thập dữ liệu, lưu trữ dữ liệu và phát hiện lỗi. Một số chức năng phân tích dữ liệu trực tuyến thông thường bao gồm các phép đo thu thập, xác minh dữ liệu, lọc, chuyển đổi đơn vị, tính tốn các phép đo gián tiếp, tính tốn phân tích các biến ước lượng, giảm dữ liệu, sắp xếp các kết quả, trình bày đồ họa các kết quả, kích thích q trình và lưu trữ dữ liệu.
Đối với tất cả quá trình ni cấy vi sinh vật, quan trọng nhất là đảm bảo sao cho mọi thành phần tham gia phải được đặt trong điều kiện giống nhau được kiểm sốt chặt chẽ các thơng số lý hóa. Để kiểm sốt được điều này, cần hiểu được trạng thái của quá trình và khả năng đáp ứng của vi sinh vật đối với các điều kiện khác nhau của mơi trường. Các thơng số này có thể được kiểm sốt trực tiếp hoặc gián tiếp. Kiểm sốt trực tiếp thơng qua các sensor đặt trong hệ thống bioreacrot, thường áp dụng với thông số nhiệt độ, pH, hàm lượng khí hịa tan… Kiểm sốt gián tiếp được thực hiện bằng cách lấy mẫu trong q trình ni cấy và đem phân tích, thường áp dụng đo hàm lượng DNA, RNA, enzyme và sinh khối.