فرمانتور چیست؟

فرمانتور (فرمنتور یا بیورآکتور) یک مخزن بسته با تجهیزات مورد نیاز برای هوادهی، همزدن، کنترل دما و pH است. فرمانتور برای تولید تجاری در صنایع تخمیری، تجهیزی است که در آن یک سوبسترا یا ماده کم ارزش به وسیله سلول‌های زنده یا آنزیم‌ها تبدیل به مواد با ارزش بالا می‌شود. کوچکترین فرمانتور معمول در مقیاس های نیمه صنعتی است که قابل استریل کردن در اتوکلاو است. البته برای مقیاس های بالاتر نیز هم موارد اشاره شده وجود دارد ولی با این تفاوت که، با افزایش مقیاس امکان استریل کردن آن با اتوکلاو وجود ندارد. در این حالت استریلیزاسیون فرمانتور بصورت درجا با جریان بخار تحت فشار در جداره یا داخل ظرف فرمانتور انجام می شود، که جهت آشنایی یک نمونه از این فرمانتورها اشاره خواهد شد.

ظرف فرمانتور معمولا یک استوانه شیشه ای یک جداره یا دو جداره از جنس بورو سیلیکات با ته مدور می باشد. صفحه بالایی از جنس استیل 316 L ساخته می شود که از طریق فلنچ ها و گیره های مناسب روی ظرف فرمانتور محکم می شود. یک اورینگ سیلیکونی صفحه بالایی را از ظرف جدا می کند. دریچه های مناسب با اندازه های مختلف روی صفحه بالایی جهت قرار دادن سنسورهای مختلف، کندانسور، لوله های نمونه گیری، لوله های ورودی اسید و باز (جهت کنترل pH)، ضد کف (جهت کنترل کف)، و خوراک و غیره تعبیه شده است. یک دریچه ویژه افزودن مایه تلقیح قرار داده شده که با قرار گرفتن یک غشاء سیلیکونی امکان افزودن استریل مایه تلقیح را فراهم می کند.
محیط کشت از طریق لوله نمونه گیری که از طریق یکی از دریچه های صفحه بالایی در داخل محیط کشت قرار گرفته تحت شرایط استریل می تواند به ظرف نمونه گیری منتقل شود. توزیع کننده گاز از یک لوله استیل 316L تشکیل شده است که از یک طرف در یکی از دریچه های صفحه بالایی محکم شده و از طرف دیگر با انتهای خمیده (شبیه ثلث دایره) حاوی سوراخ های ریزی است که امکان پراکندن مناسب حباب های هوا را به داخل محیط کشت فراهم می کند. تیغه های همزن معمولا از نوع راشتون می باشد روی شفتی که دقیقا در وسط صفحه بالایی قرار گرفته محکم شده و توسط نیرو موتور برقی قرار گرفته روی شفت با سرعت قابل تنظیم می چرخد.

از کندانسور برای حذف رطوبت همراه هوای خروجی از فرمانتور و بالطبع جلوگیری از اتلاف مایع در طی فرایند تخمیر و همچنین مرطوب شدن و گرفتگی فیلتر هوای خروجی استفاده می شود. سنسور دما یک مقاومت پلاتینی باریک (Pt- 100) است که با تغییر مقدار مقاومت الکتریکی دمای محیط کشت داخل ظرف فرمانتور را نشان می دهد. کنترل دمای فرماتور با گرمایش مستقیم توسط یک بالشتک گرمکن (معمولا در مقیاس آزمایشگاهی) برای ظرف فرمانتور یک جداره و یا گردش آب با دمای قابل تنظیم داخل ژاکت ظرف دو جداره انجام می شود.برای حالت اول جهت خنک کردن و یا کاهش دمای فرمانتور از کویل که می تواند از طریق یکی از دریچه های صفحه بالایی وارد محیط کشت شود با لوله های ورودی و خروجی آب استفاده می شود.سنسورهای pH و اکسیژن که برای پایش مداوم و بدون وقفه pH، اکسیژن محلول و شدت کف استفاده می شود از طریق دریچه های تعبیه شده در بالای فرمانتور (برای فرمانتورهای آزمایشگاهی) و یا در دیواره (برای فرمانتورهای نیمه صنعتی و صنعتی جهت pH و اکسیژن محلول) و اتصالات مناسب در جاهای ویژه روی ظرف فرمانتور محکم می شوند. سنسور کف برای سنجش مداوم و بلادرنگ کف استفاده شده و از طریق اتصالات مناسب در جای ویژه خود روی صفحه بالایی محکم می شود. ارتفاع آن قابل تغییر بوده و بر اساس ارتفاع محیط کشت داخل ظرف فرمانتور تنظیم می شود.
موارد کاربرد فرمانتورها عبارتند از :

• تولید مواد فعال، بسیاری از داروها و واکسن‌ها
• تولید انواع سروم
• تولید برخی از سموم نظیر دیفتریا و …

فرمانتور شامل اجزایی نظیر موتور، ایراتور، خروجی گاز، ورودی اسید/باز، ورودی مواد مغذی، سنسور، همزن، ژاکت حرارتی و خروجی محصول می‌باشد.
توزیع کننده گاز از جنس استیل L 316 لوله‌ای حاوی سوراخ‌های ریزی است که امکان پراکندن مناسب حباب‌های هوا را به داخل محیط کشت فراهم می‌کند.در بیشتر فرایندهای زیستی، همراه با هوای خروجی مقادیر قابل توجهی بخار نیز موجود است که به منظور جلوگیری از گرفتگی فیلتر هوای خروجی، به وسیله کندانسور جدا می‌شود. کنترل دمای فرمانتور به کمک المنت‌های الکتریکی و یا گردش آب داخل ژاکت ظرف دو جداره انجام می شود. سنسورهای pH و اکسیژن که برای پایش pH و اکسیژن محلول استفاده می شود از طریق دریچه‌های تعبیه شده در بالای فرمانتور (برای فرمانتورهای آزمایشگاهی) و یا در دیواره و اتصالات مناسب روی ظرف فرمانتور بسته می‌شوند.

فرمانتور ها به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند:
فرمانتورهای آزمایشگاهی
فرمانتورهای صنعتی

اطلاعات تکمیل تر و منابع

http://bio1.ir/laboratory-techniques/bioreactor/170-bioreactor.html