01應(yīng)用背景

隨著生物制藥、疫苗生產(chǎn)、細胞培養(yǎng)以及微生物發(fā)酵技術(shù)的不斷發(fā)展，生物反應(yīng)器（Bioreactor）作為核心生產(chǎn)設(shè)備，對過程參數(shù)的精準控制提出了更高要求。在培養(yǎng)過程中，罐體內(nèi)部壓力、進出料管路壓力以及氣體供應(yīng)系統(tǒng)壓力等參數(shù)會直接影響細胞生長環(huán)境、氣液傳遞效率以及生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

本案例中的培養(yǎng)罐系統(tǒng)主要應(yīng)用于生物制藥生產(chǎn)過程，通過對培養(yǎng)液進行無菌環(huán)境下的培養(yǎng)和代謝反應(yīng)，實現(xiàn)目標產(chǎn)物的規(guī)模化生產(chǎn)。由于生物工藝對衛(wèi)生等級、無菌控制以及過程穩(wěn)定性要求較高，壓力測量儀表不僅需要具備高精度和長期穩(wěn)定性，同時還需要滿足衛(wèi)生型安裝要求，避免產(chǎn)生污染風(fēng)險。

02應(yīng)用背景

在生物反應(yīng)器運行過程中，管路系統(tǒng)通常涉及培養(yǎng)基輸送、空氣/氧氣供應(yīng)、尾氣排放以及CIP/SIP清洗滅菌等多個環(huán)節(jié)。壓力參數(shù)的實時監(jiān)測能夠幫助系統(tǒng)判斷輸送狀態(tài)、調(diào)節(jié)氣體供應(yīng)壓力，并保障設(shè)備在設(shè)計壓力范圍內(nèi)安全運行。

該應(yīng)用環(huán)境主要存在以下挑戰(zhàn)：1. 衛(wèi)生要求高，避免污染風(fēng)險生物培養(yǎng)過程對潔凈環(huán)境要求嚴格，壓力儀表與培養(yǎng)液或工藝管路接觸部分需要具備良好的衛(wèi)生性能，減少死角和殘留，滿足頻繁清洗和滅菌要求。2. 清洗滅菌過程溫度變化大培養(yǎng)罐通常需要進行CIP（在線清洗）和SIP（在線滅菌），過程中可能經(jīng)歷高溫蒸汽滅菌、快速升溫降溫等工況，對壓力變送器的密封性能、溫度適應(yīng)能力以及長期可靠性提出要求。3. 小壓力變化需要準確響應(yīng)在細胞培養(yǎng)過程中，罐內(nèi)壓力通常處于較低范圍，但微小壓力波動可能影響氣體交換效率和培養(yǎng)環(huán)境穩(wěn)定性，因此儀表需要具備較高測量靈敏度和穩(wěn)定輸出能力。

03解決方案

針對培養(yǎng)罐及管路壓力監(jiān)測需求，系統(tǒng)采用 LEEG SMP858衛(wèi)生型壓力變送器進行關(guān)鍵壓力點測量。

SMP858采用高性能壓力傳感技術(shù)，結(jié)合衛(wèi)生型結(jié)構(gòu)設(shè)計，可安裝于培養(yǎng)罐進氣管路、循環(huán)管路以及工藝輸送管路等位置，實現(xiàn)對壓力變化的實時監(jiān)測。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，儀表采用全密封焊接接液結(jié)構(gòu)，有效降低介質(zhì)殘留風(fēng)險；衛(wèi)生型過程連接能夠適應(yīng)生物制藥行業(yè)常見的卡箍式安裝方式，方便設(shè)備拆裝維護，并滿足潔凈工藝管路設(shè)計要求。

同時，SMP858具備良好的溫度補償能力，在培養(yǎng)過程中的溫度變化以及滅菌循環(huán)過程中保持穩(wěn)定測量輸出，為自動控制系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

04產(chǎn)品應(yīng)用配置

應(yīng)用設(shè)備： 生物反應(yīng)器 / 培養(yǎng)罐系統(tǒng)

監(jiān)測位置：
•培養(yǎng)罐工藝管路壓力監(jiān)測 
•氣體供應(yīng)管路壓力監(jiān)測 
•循環(huán)輸送管路壓力監(jiān)測 
•排氣及尾氣處理管路壓力監(jiān)測

應(yīng)用產(chǎn)品：
SMP858衛(wèi)生型壓力變送器
主要特點：
•衛(wèi)生型結(jié)構(gòu)設(shè)計，適用于潔凈工藝環(huán)境 
•高穩(wěn)定性壓力測量，滿足連續(xù)運行需求 
•多種衛(wèi)生型過程連接方式可選 
•全密封焊接結(jié)構(gòu)，降低介質(zhì)殘留風(fēng)險 
•支持4-20mA、HART等信號輸出方式 
•適用于生物制藥、食品飲料、發(fā)酵等行業(yè)壓力測量應(yīng)用

05應(yīng)用效果

通過安裝SMP858衛(wèi)生型壓力變送器，培養(yǎng)罐系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵壓力參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測，并將實時數(shù)據(jù)傳輸至控制系統(tǒng)，實現(xiàn)過程自動化調(diào)節(jié)。

在培養(yǎng)過程中，操作人員可根據(jù)壓力變化及時調(diào)整氣體供應(yīng)、攪拌狀態(tài)以及排氣控制參數(shù)，提高生產(chǎn)過程的可控性。同時，穩(wěn)定可靠的壓力測量能夠幫助設(shè)備降低異常波動風(fēng)險，提高批次生產(chǎn)一致性。

該方案為生物反應(yīng)器提供了一套適用于潔凈工藝環(huán)境的壓力監(jiān)測方式，可廣泛應(yīng)用于生物制藥、疫苗生產(chǎn)、細胞培養(yǎng)、發(fā)酵工程等過程設(shè)備中，為智能化生產(chǎn)和過程控制提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。