中试发酵罐系统｜5L-500L三级不锈钢生物反应器

5L–50L–500L中试不锈钢发酵罐系统（GS-F2005/F2050/F2500）｜工业级生物反应器设备

一、产品概述

GS-F2005/F2050/F2500是一套覆盖实验室—中试—放大阶段的三级不锈钢生物反应器系统，容积范围从5L、50L到500L，适用于微生物发酵、生物制药及工业生物制造工艺开发。

系统采用模块化结构设计，可实现从小试验证到中试放大的连续工艺衔接，为发酵过程开发提供稳定、可追溯的数据基础。

二、核心应用领域

• 微生物发酵工艺开发与放大

• 重组蛋白与代谢产物生产

• 工业生物制造过程优化

• 生物制药中试验证

• 酶工程与代谢工程研究

• 发酵工艺参数建模与优化

三、核心技术参数

• 罐体容积：5L / 50L / 500L（三级放大体系）

• 通气系统：0–1200 L/min

• pH控制范围：0–14（精度±0.01）

• 溶氧控制：0–100%（精度±0.1%）

• 温度控制：5–65℃（±0.1℃）

• 控制方式：PLC智能控制系统（S7-200架构）

四、罐体与结构设计

1. 材质结构

• 罐体材质：316L不锈钢

• 夹套材质：304不锈钢

• 表面处理：内外镜面抛光（符合工业卫生标准）

2. 压力设计

• 罐体设计压力：0.15 MPa

• 工作压力：＜0.1 MPa

• 夹套设计压力：0.25 MPa

• 工作压力：＜0.2 MPa

3. 罐体结构

• 深层通气系统（空气分布环设计）

• 4块可拆卸挡板

• 专用取样与放料接口

• 标准补料接口（2路）

• 排气冷凝系统

• 消泡电极接口预留

4. 夹套结构

• 螺旋导流板设计，提高换热效率

• 防止冷热介质短路

• 压力安全保护阀配置

五、过程控制与自动化系统

1. PLC控制系统（S7-200架构）

• 工业级西门子PLC控制平台

• 以太网通信接口，支持系统组网扩展

• 高速CPU处理器（指令执行0.15µs级）

• 支持PWM/脉冲控制输出

• SD卡数据存储与程序快速导入

2. 多参数过程控制

系统可实时监测与控制：

• pH

• DO（溶氧）

• 温度

• 转速

• 通气量

• 液位 / 泡沫位

• 压力（罐体+夹套）

• 补料重量

• 尾气O₂ / CO₂（选配）

3. 控制算法

• PID控制（pH / 温度 / 转速）

• 多级PID参数自整定

• DO串级控制（搅拌/通气联动）

• 分程控制与预测控制算法

• 多种数字滤波抗干扰机制

4. 安全保护机制

• 断水保护（自动停加热+补水）

• 超温保护（自动降温调节）

• 超压保护（系统自动停机）

• 超泡沫保护（自动消泡控制）

• 过载与异常报警系统

• 故障自动切断保护回路

六、在线检测与扩展功能

• 葡萄糖在线检测（选配）

• 乳酸 / 甲醇 / 乙醇检测（选配）

• CO₂ / O₂尾气分析（选配）

• 发酵生化参数实时监测

• 补料与代谢过程联动控制

七、智能软件与远程管理

1. 上位机系统

• 全中文图形化操作界面

• 实时数据曲线显示

• 批次数据自动记录

• 多罐同步监控与管理

2. 数据管理功能

• 历史数据追溯与导出（Excel）

• 多批次曲线对比分析

• 操作人员与实验记录管理

• 支持第三方软件（DoE）导入分析

3. 手机端APP功能

• 24小时远程监控发酵过程

• 实时参数修改与调整

• 异常报警即时推送

• 历史数据与曲线远程查看

• 支持无人值守运行管理

八、系统优势总结

• 三级放大体系（5L→50L→500L）

• PLC工业级智能控制系统

• 多参数闭环PID控制

• 支持DO串级与预测控制

• 完整安全保护体系

• 可扩展在线生化检测系统

• 支持远程APP监控

• 工艺数据可追溯与建模能力

GS-F2005/F2050/F2500中试发酵罐系统是一套面向生物工艺开发与工业放大应用的智能化发酵平台，通过多级容积设计与PLC控制系统，实现从实验室到中试阶段的稳定工艺迁移与过程优化。