與可重復使用的生物反應器相比，一次性生物反應器 (SUB) 具有關鍵優(yōu)勢，包括更高的無菌性以及隨后在批次或活動之間更簡單、更快速的轉換。將產(chǎn)品從生物反應器中取出后，用戶可以從其保存容器中取出 SUB 袋并進行處置（通常通過焚燒）。然后可以將新容器安裝到同一個容器中，無需昂貴且耗時的清潔或滅菌橇和過程。
安裝細節(jié)因生物反應器制造商而異，但它們總是包括將袋子放入容器后的充氣步驟。此時，各種氣體管線和傳感端口被密封關閉，并且袋子在排氣閥打開的情況下充氣，以防止過度加壓。
一旦袋子充滿了氣，就可以使用傳感、采樣和其他端口。在最終安裝步驟之后，添加培養(yǎng)基和細胞株，然后可以繼續(xù)進行生物過程。
挑戰(zhàn)：安全、自動化和流程完整性
生物反應器袋不是壓力容器，過度加壓會損害其完整性——即使袋子沒有破裂、泄漏或以其他方式失效。因此，適當?shù)募訅罕仨毧紤]到生長期間引入、消耗和產(chǎn)生的氣體，以及培養(yǎng)基、消泡劑和引入肉湯中的其他液體的影響。
在安裝過程中容器還需要充分充氣。這確保了袋子可以支持完整的安裝和設置過程，包括引入各種液體。
充氣過程可以是自動化的，控制裝置內(nèi)置于整個生物反應器控制器系統(tǒng)中。在某些設施中，充氣可能幾乎是手動操作，需要操作員啟動該過程，同時確保系統(tǒng)不會過度加壓。在任一情況下，都可以僅使用壓力控制器來完成充氣。然而，SUB 制造商還建議使用壓力傳感器和換能器來最好地監(jiān)控充氣過程。
各種安全措施可確保生物反應器袋在設置過程中不會損壞，從控制器和傳感器內(nèi)置的警報到防止袋子安裝不當時膨脹的聯(lián)鎖裝置。充氣過程通常需要不到 30 分鐘，但最終取決于容器的體積和氣體的填充率。
解決方案：雙閥壓力控制器為一次性生物反應器袋充氣
當給 SUB 容器充氣時，此處顯示的封閉體積代表生物反應器袋。PCD 最初將袋子充氣到選定的壓力設定值，然后當袋子以恒定的體積流量充滿液體時，主動釋放多余的氣壓。
SUB 的容量范圍從毫升到約 5,000 L，每個數(shù)量級都有多種袋子尺寸。例如，制造商可能生產(chǎn) 50、100、250、1,000 和 2,000 L 的袋子，所有這些袋子都需要在安裝過程中充氣。
這些袋子附有說明，說明如何將空氣填充到特定的壓力設定點?？梢砸腩~外的壓力（通常約為 1 PSIG），以根據(jù)目視檢查去除袋子中的任何折痕或折疊。雙閥壓力控制器確保生物反應器中的空氣不超過制造商設計的填充壓力，始終保持容器的完整性。
充氣后，袋子充滿液體以進行生物反應。此時，袋中的空氣壓力可以以與進入的液體流相匹配的速率排出。由于壓力控制器設計有閥門以適應特定的入口和出口氣流速率，因此一臺艾里卡特雙閥壓力控制器可用于管理反應過程所有階段的一次性生物反應器袋壓力。
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