? 系統(tǒng)概覽與核心設(shè)計(jì)

Winpact One發(fā)酵系統(tǒng)（以FS-06型號為代表）是Major Science設(shè)計(jì)的一款緊湊型、多功能實(shí)驗(yàn)室生物反應(yīng)器。它旨在為研究人員提供一個(gè)高度靈活和精確的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，適用于從微生物發(fā)酵到真核細(xì)胞培養(yǎng)等多種生物過程。

• 靈活兼容的罐體系統(tǒng)：該系統(tǒng)可兼容多種類型的玻璃罐體（工作體積通常覆蓋1L至10L），用戶可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇單層、雙層（夾套）或氣升式等不同設(shè)計(jì)的罐體。

• 雙模式溫度控制系統(tǒng)：Winpact One集成了恒溫式（水?。┖透蔁崾?/span>兩種溫控系統(tǒng)，這意味著無論用戶選擇哪種類型的罐體，系統(tǒng)都能提供精確的溫度控制。

• 集成化與緊湊型設(shè)計(jì)：系統(tǒng)將控制器、蠕動(dòng)泵等組件高度集成，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省實(shí)驗(yàn)室空間。

?? Winpact One發(fā)酵系統(tǒng)的工作原理

1. 溫度控制

溫度是影響生物過程的關(guān)鍵因素之一。Winpact One的雙加熱系統(tǒng)使其能夠靈活適配不同的罐體類型并進(jìn)行精確溫度控制。

• 夾套罐體與恒溫控制：對于需要精確和穩(wěn)定溫度的培養(yǎng)（如對溫度敏感的哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)），系統(tǒng)可與雙夾套罐體配合使用。恒溫系統(tǒng)通過在內(nèi)夾套和外夾套之間循環(huán)溫度控制水來實(shí)現(xiàn)。

• 干熱式溫控：對于標(biāo)準(zhǔn)微生物發(fā)酵或需要快速升降溫的實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)可搭配單層罐體，并通過貼附在罐壁的加熱毯（或類似裝置）進(jìn)行直接加熱。

• 傳感與閉環(huán)控制：系統(tǒng)采用Pt100鉑電阻溫度檢測器進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)反饋給控制器。控制器通過PID算法精確調(diào)節(jié)加熱器和冷卻水閥（針對夾套系統(tǒng)），將溫度波動(dòng)控制在±0.1°C的范圍內(nèi)。

2. 攪拌與混合機(jī)制

適當(dāng)?shù)臄嚢鑼τ诒３峙囵B(yǎng)物的均勻性、傳質(zhì)（特別是氧氣）以及熱量傳遞至關(guān)重要。

• 高效溫和的攪拌：系統(tǒng)采用頂部驅(qū)動(dòng)的無刷直流電機(jī)。這種電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，無需頻繁維護(hù)。系統(tǒng)提供多種攪拌槳葉（如六葉式攪拌槳、傾斜式葉片葉輪、螺旋型、錨型等）以適應(yīng)不同需求。

• 轉(zhuǎn)速控制：電機(jī)轉(zhuǎn)速可在較大范圍內(nèi)精確調(diào)節(jié)（例如1-60 RPM或30-1200 RPM，具體取決于型號和配置），精度可達(dá)±1 RPM。

3. 通氣與溶氧控制

對于好氧發(fā)酵，氧氣是至關(guān)重要的底物。Winpact One通過多種手段控制培養(yǎng)液中的溶解氧水平。

• 通氣系統(tǒng)：系統(tǒng)通過內(nèi)置的流量計(jì)控制進(jìn)入罐體的無菌空氣（或其他氣體，如氧氣、氮?dú)狻⒍趸迹┑牧髁俊?/p>

• 溶氧水平的測量與控制：系統(tǒng)使用耐熱的DO極譜感應(yīng)器實(shí)時(shí)監(jiān)測溶氧水平，測量范圍通常為0-200%，精度可達(dá)0.1%。

• 二級DO控制策略：當(dāng)溶氧水平偏離設(shè)定點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)二級級聯(lián)控制：

1. 首先自動(dòng)調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速以改變?nèi)苎鮽鬏斝省?/p>

2. 如果調(diào)節(jié)攪拌速度仍不能滿足需求，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)氣體混合站（可選配），通過改變進(jìn)氣中的氧氣比例來精確控制溶氧。

4. pH與補(bǔ)料控制

系統(tǒng)通過集成的蠕動(dòng)泵和傳感器實(shí)現(xiàn)對pH等參數(shù)的自動(dòng)控制。

• pH的自動(dòng)調(diào)控：pH電極持續(xù)監(jiān)測培養(yǎng)液的酸堿度。當(dāng)pH偏離設(shè)定值時(shí)，控制器會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的內(nèi)置蠕動(dòng)泵，自動(dòng)添加酸液或堿液以恢復(fù)設(shè)定的pH值。

• 底物補(bǔ)料與消泡：內(nèi)置的蠕動(dòng)泵（通常為4個(gè)）同樣可用于定時(shí)或按需補(bǔ)加培養(yǎng)基、誘導(dǎo)劑等。另一個(gè)蠕動(dòng)泵專用于添加消泡劑，以消除發(fā)酵過程中產(chǎn)生的過多泡沫，防止逃液和污染。

?? 系統(tǒng)的智能控制與數(shù)據(jù)處理

Winpact One的核心是其強(qiáng)大的智能控制系統(tǒng)，它整合了各個(gè)子系統(tǒng)的操作與監(jiān)控。

• 用戶友好的控制界面：系統(tǒng)配備10.4英寸彩色觸摸屏，以圖形化界面顯示所有關(guān)鍵參數(shù)（溫度、pH、DO、轉(zhuǎn)速等）的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和趨勢曲線，方便用戶設(shè)置參數(shù)和監(jiān)控進(jìn)程。

• 可編程與自動(dòng)化：用戶可以對發(fā)酵過程進(jìn)行最多15步的程序化控制。在每一步中，都可以預(yù)設(shè)溫度、pH、DO、轉(zhuǎn)速、補(bǔ)料等參數(shù)的目標(biāo)值和持續(xù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。

• 遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理：系統(tǒng)支持以太網(wǎng)遠(yuǎn)程控制。用戶可以在計(jì)算機(jī)上使用配套的SCADA軟件實(shí)時(shí)查看和控制發(fā)酵過程，甚至可以同時(shí)連接和監(jiān)控多達(dá)16臺(tái)發(fā)酵罐，非常適合需要并行多次實(shí)驗(yàn)的研究。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可通過USB接口導(dǎo)出。

?? 主要應(yīng)用場景

憑借其靈活的設(shè)計(jì)和精確的控制能力，Winpact One發(fā)酵系統(tǒng)適用于廣泛的生物技術(shù)研究領(lǐng)域：

• 微生物發(fā)酵：用于大腸桿菌、酵母等需氧微生物的高密度培養(yǎng)，生產(chǎn)酶、抗生素等代謝產(chǎn)物。

• 細(xì)胞培養(yǎng)：適用于哺乳動(dòng)物細(xì)胞（如CHO細(xì)胞、HEK293細(xì)胞）和昆蟲細(xì)胞的培養(yǎng)，用于生產(chǎn)疫苗、單克隆抗體、病毒載體等。

• 特殊研究：

• 光合培養(yǎng)：通過選配光照模塊，可作為光生物反應(yīng)器，用于微藻等光合生物的培養(yǎng)。

• 固態(tài)發(fā)酵模擬：通過特殊的攪拌扇葉（如螺旋型、錨型）和可調(diào)節(jié)角度的罐體，可模擬固態(tài)發(fā)酵環(huán)境，用于真菌培養(yǎng)等。

總的來說，Major Science梅潔Winpact One發(fā)酵系統(tǒng)通過其高度集成和智能化的設(shè)計(jì)，將溫度、攪拌、通氣、pH等關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)置于精確的閉環(huán)控制之下，從而為研究人員提供了一個(gè)強(qiáng)大而可靠的平臺(tái)，用于探索和優(yōu)化復(fù)雜的生物過程。希望以上解讀能幫助您更深入地理解其工作原理。