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生物反應器通氣控制：多氣體質量流量控制與 pH／DO 回饋
生物反應器通氣控制：多氣體質量流量控制與 pH／DO 回饋
Air、O₂、N₂、CO₂ 各用一台 BIOC 控制器，依 pH 與溶氧（DO）讀值即時調整通氣。
- 適用產業：生技與製藥、細胞培養與疫苗、發酵與食品、學研實驗室
- 應用領域：生物反應器與發酵槽的噴氣（sparging）與頂部覆蓋氣控制、pH／DO 回饋控制
- 推薦產品：Alicat BIOC 生物反應器氣體質量流量控制器、Alicat BIO 生物反應器氣體質量流量計、Alicat MC 氣體質量流量控制器
挑戰：通氣條件決定細胞長得好不好
- 細胞培養與發酵過程中，溶氧（DO）與 pH 需要隨細胞生長持續調整；通氣過多或不足、比例不對，都會影響產率
- 手動調整浮子流量計，無法跟上製程變化，也難以證明每批條件一致
解決方案：四種氣體各自控制，感測器回饋
- Air、O₂、N₂、CO₂ 各接一台 BIOC 質量流量控制器，可分別送到噴氣管（sparging）或頂部覆蓋氣（overlay）
- 控制系統依 DO 與 pH 感測器讀值，即時調整各氣體流量：溶氧低時增加 O₂，pH 偏高時增加 CO₂
BIO／BIOC 本體採用 316L 不鏽鋼與符合 USP Class VI 的接液材料，降低污染風險。
各氣體的角色
| 氣體 | 主要用途 |
|---|---|
| Air | 基本通氣，提供氧氣 |
| O₂ | 溶氧不足時補充 |
| N₂ | 降低溶氧、調整總通氣量 |
| CO₂ | 調整培養液 pH |
關鍵規格（選型參考）
| 項目 | 規格 |
|---|---|
| BIO／BIOC | 量程比 0.01–100% FS 精度 ±(0.8% 讀值＋0.2% FS) 316L 本體符合 BPE-2016 接液材料符合 USP Class VI IP66 可選 |
| MC 質量流量控制器 | 量程比 0.01–100% FS 精度 ±(0.8% 讀值＋0.2% FS)，高精度選配 ±(0.4% 讀值＋0.2% FS) 內建 98～130 種氣體校正（含 32 種腐蝕性氣體），可自訂 20 組混合氣（每組最多 5 種） |
| 通訊介面 | 數位：RS-232／RS-485、Modbus RTU（可選 EtherCAT、EtherNet/IP、Profibus、DeviceNet、Modbus TCP/IP） 類比：0–5 Vdc、4–20 mA 等 |
導入效益
- 通氣條件可程式化並完整記錄，批次之間可重現
- 從實驗室小型反應器到放大製程，都能沿用相同的控制邏輯
- 支援 RS-232／RS-485、Modbus、EtherNet/IP 等介面，容易整合到反應器控制系統
- 量程範圍寬，同一台控制器可涵蓋低通氣到高通氣
選型提醒
- 請提供反應器容量、每分鐘通氣量（vvm）與所需氣體
- 只需量測不需控制的管路可選 BIO 質量流量計
- 請告知控制系統的通訊介面，以便確認相容性