Beschreibung
REFERENZEN
Extrem kompaktes Bioreaktor System
Easy Sterility Konzept
Optimiertes Reaktorgefäss-Design
Das weltweit kleinste ANTISCHAUM-System
Infrarotstrahlung für das sanfte Heizen & die optimale Temperaturregelung
MINI-4-GAS AUTOMATISCHES GASGEMISCH
Präzises Waagemodul für kontinuierliche Kulturen
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LAMBDA REDOX-Potentialmessung
Elektronische Peltier Kühlschleife
Parallelfermentersystem
Laborfermenter für Hochschulen
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LAMBDA MINIFOR Laborfermenter und Bioreaktor

Laborfermenter und Bioreaktor

Der MINIFOR ist ein Laborfermenter und Tisch-Bioreaktor, der für Arbeitsvolumen von 35 ml bis über 6 Liter konzipiert wurde. Alle wichtigen Parameter der Kultur können gemessen und geregelt werden. Die Bedienung ist logisch und einfach aufgebaut.

MINIFOR nimmt nur eine minimale Tischfläche in Anspruch (etwa ein A4 Blatt). Beliebig viele Geräte können nebeneinander gestellt und so mit minimalem Bedienungsaufwand mehrere Versuche parallel durchgeführt werden. Das ist besonders vorteilhaft für Ihre Optimierung der Wachstumsparameter (pH, pO2, Temperatur), Medienoptimierung (C- und N-Quelle, Spurenelemente, Aminosäuren usw.) Ihrer Biotransformationen und Bioreaktionen, aber auch für reguläres Screening.

Jeder Reaktor wird durch einen Mikroprozessor kontrolliert und kann individuell über die Tastatur an der Frontplatte kontrolliert werden. Die Soll- und Ist-Werte aller Parameter sind gleichzeitig auf der Anzeige sichtbar (kein Umblättern oder Scrolling). Sie können den MINIFOR aber auch über Ihren PC bedienen. Mit der Fermentationssoftware FNet oder SIAM können ein einzelner MINIFOR oder mehrere Reaktoren von einem PC gesteuert und sämtliche Daten auf Ihrem PC gespeichert, bearbeitet und übersichtlich dargestellt werden.

Um den Preis des MINIFOR tief zu halten, wurden mehrere Innovationen eingeführt:

• Die Kulturgefässe (0.3, 0.4, 1, 3 und 7L) sind mit Glasschraubverbindungen mit Silikon Multipunkt-Dichtungen versehen. Sie garantieren die Sterilität und lassen sich sehr einfach montieren. Der Fermentor MINIFOR ist dadurch in Rekordzeit einsatzbereit.

• Anstelle des üblichen Propellerrührers (mit der kontaminationsanfälligen mechanischen Kupplung) oder eines Magnetrührers wurde beim MINIFOR ein Vibromischer eingesetzt. Seine Bewegung verursacht ein intensives Durchmischen und die optimale Begasung des Mediums (kein Luftstau) bei zugleich niedrigen Scherkräften. Die biomimetischen elastischen Fischschwanz-rührplatten garantieren eine maximale Mischeffizienz und völlig ohne Schnittkanten.

• Zur Erwärmung und Temperaturkontrolle dient ein Infrarot-Strahler mit Goldschicht-Reflektor, der unter dem Glasgefäss installiert ist. Die Wärmestrahlung wird durch das Medium sanft und regelmässig absorbiert. Damit wird die lokale Überhitzung der Kultur an der Oberfläche von Heizstäben oder Heizmatten vermieden und hohe Kosten wie bei Doppelmantelgefässen mit Wasserkreislauf eingespart. Die freie Oberfläche des Gefässes erlaubt eine einfache Kühlung des Mediums durch die Raumluft.

• Durch die moderne Mikroprozessortechnologie kann die gesamte Elektronik unter der Frontplatte des Laborfermenters/Bioreaktors untergebracht werden. MINIFOR ist dadurch im Konkurrenzvergleich einzigartig kompakt, ohne an Parameteroptionen einzubüssen.

• Anstelle eines teuren Reaktordeckels aus rostfreiem Stahl wurde für MINIFOR ein hochwertiger Kunststoff verwendet (durch eine Silikonkappe von der Kultur getrennt). Die Reaktorkonstruktion sieht ein Minimum an Verbrauchsmaterial vor. Im Gegensatz zu herkömmlichen Reaktordeckeln sind bei MINIFOR keine zeitaufwendig zu ersetzende O-Ringe oder teures Ersatzmaterial eingebaut.

Technische Beschreibung

MINIFOR Grundeinheit, Konsole mit Bedienungstasten und Anzeige, Display

Grundeinheit

Die gesamte Elektronik, das Netzteil, der IR-Strahler und die Verkabelung sind in einem Grundkasten untergebracht. Vorne befinden sich die 4x40 Zeichen Anzeige mit allen Werten und die Bedienungstastatur. Der Kasten dient als Sockel für das Reaktorgefäss und als Fixierfläche für die Flaschen. Bis zu fünf 250 ml Flaschen in magnetischen Haltern können hinter dem Reaktorgefäss aufgestellt werden.

Bis zu vier Pumpen können auf den an zwei Stativen befestigten Miniregalen in beliebigen Abständen neben- und übereinander platziert werden. Alle Steckbuchsen befinden sich auf der Hinterseite. Die Anordnung der Anzeige, des Gefässes, der Vorratsflaschen und Pumpen ist ergonomisch und übersichtlich trotz minimalem Platzbedarfs (etwa ein A4 Blatt).

Steuerung

Steuerung

Die Bedienungskonsole besteht aus einer Folientastatur und einer Anzeige. Alle Parameter (Temperatur, pH, pO2 Luftdurchfluss, Mischfrequenz) und ein frei wählbarer Parameter (z.B. pCO2, OD, Antischaum, Leitfähigkeit, Gewicht usw.) sind auf einen Blick erkennbar. Die Programmierung ist einfach und logisch aufgebaut.

Bei der Überschreitung der programmierten Parametergrenzen warnt ein akustisches und visuelles Signal. Jeder MINIFOR kann autonom gesteuert werden. Über eine RS-485 oder RS-232 Schnittstelle kann MINIFOR auch an einen PC angeschlossen werden. Der PC übernimmt dann mit der FNet oder SIAM Software die Kontrolle über MINIFOR. Die Software erlaubt eine moderne Steuerung und die Protokollierung aller Daten.

Kulturgefäss

Das Standard-Gefässvolumen beträgt 1 Liter. Es können auch andere Gefässgrössen geliefert werden: 0.3, 0.4, 3 und 7 Liter. Die Gefässe sind aus Borsilikatglas gefertigt und mit einer grossen mittigen Öffnung und 8 kleineren Seitenhälsen mit Schraubverbindungen versehen. Während der Vibro-Mischer in der Mitte montiert wird, sind die Seitenhälse für die Sonden (pH-Elektrode mit eingebauter Temperatursonde, Sauerstoffsonde), die Abluft und die Zugabe/Abnahme von Flüssigkeiten über Kanülen (Säure, Base, Feed, Harvest und Proben) vorgesehen. Das Kulturgefäss ist handlich und stabil durch die Halterungen an der Seite montiert. Der Blick auf den Gefässinhalt bleibt uneingeschränkt. Die Form wurde auch für kleine Kulturvolumen optimiert und lässt gegen oben viel Raum für eventuell gebildeten Schaum.

Kulturgefäss

Gefässtyp:0.30.4137
 Kulturgefäss 0.3 Liter mit Arbeitsvolumen ab 35 ml für Labor-Bioreaktor und Tisch-Fermentor Lambda MiniforBioreaktorgefäss 0.4 Liter mit Arbeitsvolumen ab 150 ml für Laborbioreaktor und Tisch-Fermenter Lambda MiniforFermentergefäss 1 Liter mit Arbeitsvolumen bis 1.7 Liter für Laborbioreaktor und Laborfermenter Lambda MiniforFermentationsgefäss 3 Liter mit Arbeitsvolumen bis 3 Liter für Labor-Fermenter und Bioreaktor Lambda MiniforFermentierungsgefäss 7 Liter mit Arbeitsvolumen bis 6 Liter für Labor-Fermentor und Bioreaktor Lambda Minifor
Kulturvolumen [L]: *)0.035–0.40.15–0.450.3–1.70.5–31–6
Höhe [cm]: **)3422343750
Durchmesser [cm]: **)2223253430

*) Volumen: ungefähre Minimal- und Maximal-Arbeitsvolumen. Kann je nach Anwendungsbedingungen variieren.

**) Höhe + Durchmesser: ungefähre Abmessungen fürs Autoklavieren. Kann je nach Anwendungsbedingungen variieren.

Sterilisation

Nach Abtrennung der Sondenkabel und des Vibrationskopfes wird das Reaktorgefäss im Autoklav sterilisiert.

Abmessungen

MINIFOR ist Platz sparend. Aufgrund der teuren Arbeitsfläche wurde MINIFOR so schmal und niedrig wie möglich gehalten. Die stufenweise Anordnung der Grundeinheit ermöglicht einen guten Zugang zum Kontrollpanel, dem Reaktorgefäss, sowie zu den Lösungen und Pumpen, die oberhalb der Flaschen platziert werden und so einen kurzen Weg der Schläuche zum Reaktor erlauben und auch keine weitere Tischfläche benötigen. Die Verkabelung wird durch die Anwendung der Doppelelektrode (pH und Temperatur) und durch die Eliminierung jeglicher Anschlüsse von Wasserbad oder Heizkörper sinnvoll reduziert.

Rührung

Der klassische Propellerrührer wurde durch einen Vibrations-mixer ersetzt. Dies führt zu folgenden Vorteilen:

• Eine vollständige Abtrennung des sterilen Reaktorinhalts von der Umwelt durch eine elastische Silikonmembran (eine teure Magnet-Kupplung wird somit erspart)

• Die Rührung ist sanfter und gleichmässiger, und die Schaumbildung wird reduziert.

Die Vibration wird mechanisch von einem starken Elektromotor (oder Elektromagnet) auf eine oder mehrere Mischplatten durch eine hohle Achse übertragen. Die Frequenz der Vibration kann in einem grossen Bereich eingestellt werden. Der Prozessor sorgt für die genaue Einhaltung der Mischung.

Die Luft wird unter der tiefsten Platte eingeblasen. Dadurch wird die Sauerstoffverteilung optimiert. Es entstehen keine Wirbel (Vortex), wie dies bei der Propellerrührung üblich ist, sondern zwei gegenläufige Strömungswalzen und somit sind auch keine Schikanen nötig. Zusätzlich sind die Scherkräfte niedriger, was besonders bei tierischen Zellkulturen wie z.B. CHO sehr wichtig ist.

Rührung

Temperaturregelung

Temperaturregelung

Das Aufwärmen des Mediums und die Temperaturstabilisierung erfolgen durch die Wärmestrahlung aus einer Infrarot (IR) Quelle (ca. 150 W Leistung), die sich unter dem Reaktorgefäss befindet. Die Goldschicht des Reflektors konzentriert die Wärme auf den Boden des Gefässes. Das führt zu einer sanften Absorption und Verteilung der Wärme im Medium ohne Überhitzung der Kultur (anders als bei Reaktoren mit eingetauchten Heizstäben oder überragenden Heizmatten oder Heizklemmen). Der IR-Strahler hat eine vernachlässigbar kleine Wärmekapazität und dadurch wird die Temperaturregelung genauer. Die Lichtemission des IR Strahlers ist minimal und blendet nicht.

pH-Messung und Kontrolle

pH-Messung und Kontrolle

Der pH des Mediums wird durch eine kombinierte sterilisierbare Stabelektrode mit integriertem Temperatursensor und automatischer Temperaturkompensation in einem Bereich zwischen 0 und 13 (in 0.01 Schritten) nach einer halbautomatischen Zweipunktkalibrierung gemessen. Der Mikroprozessor steuert die Zugabe von Säure oder Base. Die Zugabegeschwindigkeit wird ständig neu berechnet und die Einstellungen von Regelkonstanten, wie z.B. bei PID Reglern entfallen.

Die Korrekturlösungen für die pH-Regelung werden durch die peristaltischen Pumpen LAMBDA PRECIFLOW, MULTIFLOW, HIFLOW oder MAXIFLOW automatisch zudosiert. Anders als bei Systemen mit der herkömmlichen Ein/Aus-Steuerung der Pumpen, regelt MINIFOR mit Hilfe seines Mikroprozessors die Pumpen im gesamten Durchflussbereich (0 bis 100%). Das Resultat ist eine viel präzisere pH-Regelung. Die zusätzliche Quantifizierung der Zugaben durch den Durchfluss INTEGRATOR erlaubt die Bestimmung der Kulturaktivität (Prozesskinetik) und deren Verlauf.

pO2-Messung und Regelung

pO2-Messung und Regelung

Die Sauerstoffkonzentration wird mittels einer sterilisierbaren pO2-Elektrode aus PEEK und mit Glas verstärkter PTFE Membran gemessen. Die Regelung des pO2 wird durch Gas-Durchflussänderungen erreicht. Die Zweipunktkalibrierung der Elektrode ist halbautomatisch und die Werte werden automatisch temperaturkompensiert.

Belüftung

Belüftung

Die Durchflussrate der Zuluft wird auf der Bedienungskonsole eingestellt und auf der Anzeige dargestellt. Anstelle der ungenauen Messung des Gasdurchflusses mittels Schwebe-körperröhrchen (Rotameter) besitzt MINIFOR ein temperatur- und druckunabhängiges Massendurchfluss-Messgerät. Die Durchflussrate kann zwischen 0 und 5 l/min eingestellt werden.

Belüftet wird durch einen selbstreinigenden Silikon-Mikrosparger, der Verstopfungen der Poren durch Zellen, Zelltrümmer oder anderer Partikel-Ablagerungen während Ihres Versuches verhindert. Oberflächenbelüftung ist ebenfalls möglich.

Abluft

Die Abluft wird über einen Sterilfilter abgeleitet. Zur Kondensation und Rückführung des Kondensats wird ein Glaskondensator oder ein Peltier-Kühler (optional) geliefert. Mit diesem Peltier-Kühler wird auch ohne Kühlwasseranschluss ein Verlust an Medium und die Verstopfung des Abluftfilters vermieden.

Zugaben und Probeentnahme

Zugaben und Probeentnahme

Säure, Base und andere Zugaben (z.B. Inoculum, Feed, Spezialdosierungen) sowie die Probeentnahme werden mittels eines Kanülenstopfens durch einen breiteren Seitenhals getätigt. Die vier Edelstahl-Kanülen sind mit PEEK-Anschlüssen mit Doppeldichtung versehen.

Qualitäts-Schlauchpumpen

Qualitäts-Schlauchpumpen

Bis zu vier Schlauchpumpen können auf der Rückseite des MINIFORs angeschlossen werden. Da die Spannung mittels des Steuerkabels von MINIFOR zu den Schlauchpumpen zugeführt wird, sind keine Netzkabel für die Pumpen notwendig. Dies führt zu einer zusätzlichen Vereinfachung des Aufbaus.

Die handgrossen LAMBDA Peristaltikpumpen PRECIFLOW, MULTIFLOW, HIFLOW oder MAXIFLOW sind auch eigenständig ohne MINIFOR für andere Flüssigkeitsdosierungen einsetzbar.

Ein neues Schlauch-Anschlusssystem mit doppelter Schlauchabdichtung reduziert zudem die Kontaminationsgefahr während des Flüssigkeitstransfers in den Reaktor.

Gasdurchflussmessung und Regelung

Gasdurchflussmessung und Regelung

Der MASSFLOW wurde zur genauen Messung und Regelung des Durchflusses von Gasen entwickelt. Er benutzt die präzise druck- und temperaturunabhängige Massendurchflussmessung. Die Gasströme (z.B. Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid) werden kontinuierlich gemessen, genau geregelt und dokumentiert.

Ein prozessorgesteuertes proportionales Nadelventil sorgt für die stabile Regelung des Gasstroms. Wenn Sie MINIFOR als Bioreaktor für tierische Zellkulturen verwenden kann auch CO2 zur automatischen pH-Regelung mit dem MASSFLOW zugegeben werden.

Mit dem MASSFLOW System werden komplizierte und teuere Gasstationen ersetzt. Je nach Bedarf können mit mehreren MASSFLOW Einheiten beliebige Gasströme programmiert und geregelt werden. Der MASSFLOW ist programmierbar und auch unabhängig von MINIFOR einsetzbar.

Kontinuierliche Verfahren/Perfusion

Kontinuierliche Verfahren/Perfusion

MINIFOR ist nicht nur für Batch und Fed-batch geeignet. Im kontinuierlichen Verfahren erreichen Sie eine konstante Wachstumsrate mit Hilfe zweier Pumpen und für genaustes Arbeiten (ohne Volumenverfälschung durch Gaseintrag) durch den Einsatz eines zusätzlichen Wägemoduls.

Der zusätzliche Waagenanschluss erlaubt das Wägen des Fermentors/Bioreaktors MINIFOR. Das optionale Waagen-modul wird unter den vorderen Teil des Reaktors gestellt und an den X-Kanaleingang angeschlossen. Dieser Anschluss sowie die Regelung des X-Kanals sind in jedem MINIFOR bereits enthalten. Somit ist die weitere Aufrüstung zu einem späteren Zeitpunkt problemlos möglich.

PC Software

FNet ist die Software zur Steuerung des MINIFOR und zur Aufzeichnung und Überwachung der Fermentation oder Zellkultur. Die betriebsfertige Software arbeitet unter Windows NT, 2000, XP, Vista, Windows 7 und 8:

• Einfach zu installieren und zu bedienen

• Die Software erkennt die angeschlossenen Geräte

• Bis zu 6 Fermentoren, 12 INTEGRATOREN und 6 Pumpen können an einen PC angeschlossen werden

• Keine Programmierkenntnisse nötig

• Die Kabel mit Standardstecker sind einfach anschliessbar

Für sehr hohe Ansprüche wird die industrielle Fermentationssoftware SIAM empfohlen. SIAM lässt keine Kundenwünsche offen und es können verschiedene Funktionen für Ihre Anwendungen hinzugefügt werden.

Fermenter PC Software

Technische Daten

Der LAMBDA MINIFOR Laborfermenter/Tisch-Bioreaktor wird durch zwei Mikroprozessoren gesteuert.

Spannungsversorgung:Netzspannung 100-240 V AC / 50-60 Hz, 510 W, CE konform
Abmessung:22 cm × 40 cm × 38 cm (B × H × T)
Anzeige:LCD 4 × 40 Zeichen mit Hintergrundbeleuchtung
Fermentergefäss:Pyrexglas mit Zentralöffnung und 8 Seitenhälsen mit Schraubverbindungen (0.3, 0.4, 1, 3 und 7 L)
Kulturvolumen:35 ml - 6 Liter
Temperaturkontrolle:Wärmestrahler 150 W mit Goldreflektor
 Regelung:von 5°C über Raumtemperatur (RT) bis über 70°C
 Auflösung:von 0 bis 99.9°C in 0.1 °C Schritten
 Genauigkeit:+/- 0.2 °C (0–60 °C)
 Thermoelement:Pt 100 in der pH-Sonde eingebaut
pH-Kontrolle:Sterilisierbare kombinierte Glaselektrode (Mettler) pH 0 -13 mit VarioPin Anschluss, Zweipunktkalibration
 Auflösung:0.01 pH, automatische Temperaturkompensation
 Genauigkeit:+/- 0.02 pH
Pumpenanschluss:bis zu 4 Pumpen (PRECIFLOW, MULTIFLOW, HIFLOW oder MAXIFLOW) mit progressiver Steuerung der Durchflussrate (von 0 bis 100%)
pO2 Messung und Regelung:sterilisierbare Clarksonde, automatische Temperatur-kompensation, PEEK Gehäuse, Mettler Membranmodul Mess- und Regelmodule eingebaut
 Auflösung:0-25 mg Sauerstoff/l, in 0.01 mg/l Schritten, automatische Regelung der Zuluftmenge
Begasung:Luftdruck max. 0.2 MPa
Luftdurchflussmessung:Massendurchflussmeter 0–5 L/min, Linearität +/- 3 %
 Reproduzierbarkeit:+/- 0.5 %
 Regulierung:Mikroprozessorgesteuertes Nadelventil (proportional)
Rührung:50W Vibromischer 0-20 Hz (0-1200 U/min), in 0.1 Hz Schritten, mit einer oder mehr Rührplatten (Sterilität vergleichbar zur Magnetkopplung)
Wählbarer Parameter:ein zusätzlicher Parameter kann geregelt werden, Kanal „X“ (z.B. Antischaum, pCO2, optische Dichte, Leitfähigkeit, Gewicht,...)
Ernteeinrichtung-Probenahme:bis zu vier Edelstahl-Kanülen mit PEEK-Anschlüssen mit Doppeldichtung
Betriebstemperatur:0-40 °C
Relative Betriebsfeuchtigkeit:0-90 % (nicht kondensierend)
Sicherheitsnorm:IEC 1010/1
Gewicht:7.5 kg
Fernsteuerung und Datenauswertung, PLS:PC Software für externe Steuerung und Datenverarbeitung FNet oder SIAM (optional)
Garantie:2 Jahre

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