? 系統概覽與核心設計

Winpact One發酵系統（以FS-06型號為代表）是Major Science設計的一款緊湊型、多功能實驗室生物反應器。它旨在為研究人員提供一個高度靈活和精確的實驗平臺，適用于從微生物發酵到真核細胞培養等多種生物過程。

• 靈活兼容的罐體系統：該系統可兼容多種類型的玻璃罐體（工作體積通常覆蓋1L至10L），用戶可以根據實驗需求選擇單層、雙層（夾套）或氣升式等不同設計的罐體。

• 雙模式溫度控制系統：Winpact One集成了恒溫式（水浴）和干熱式兩種溫控系統，這意味著無論用戶選擇哪種類型的罐體，系統都能提供精確的溫度控制。

• 集成化與緊湊型設計：系統將控制器、蠕動泵等組件高度集成，結構緊湊，節省實驗室空間。

?? Winpact One發酵系統的工作原理

1. 溫度控制

溫度是影響生物過程的關鍵因素之一。Winpact One的雙加熱系統使其能夠靈活適配不同的罐體類型并進行精確溫度控制。

• 夾套罐體與恒溫控制：對于需要精確和穩定溫度的培養（如對溫度敏感的哺乳動物細胞培養），系統可與雙夾套罐體配合使用。恒溫系統通過在內夾套和外夾套之間循環溫度控制水來實現。

• 干熱式溫控：對于標準微生物發酵或需要快速升降溫的實驗，系統可搭配單層罐體，并通過貼附在罐壁的加熱毯（或類似裝置）進行直接加熱。

• 傳感與閉環控制：系統采用Pt100鉑電阻溫度檢測器進行實時溫度監測，并將數據反饋給控制器?？刂破魍ㄟ^PID算法精確調節加熱器和冷卻水閥（針對夾套系統），將溫度波動控制在±0.1°C的范圍內。

2. 攪拌與混合機制

適當的攪拌對于保持培養物的均勻性、傳質（特別是氧氣）以及熱量傳遞至關重要。

• 高效溫和的攪拌：系統采用頂部驅動的無刷直流電機。這種電機運行平穩，噪音小，無需頻繁維護。系統提供多種攪拌槳葉（如六葉式攪拌槳、傾斜式葉片葉輪、螺旋型、錨型等）以適應不同需求。

• 轉速控制：電機轉速可在較大范圍內精確調節（例如1-60 RPM或30-1200 RPM，具體取決于型號和配置），精度可達±1 RPM。

3. 通氣與溶氧控制

對于好氧發酵，氧氣是至關重要的底物。Winpact One通過多種手段控制培養液中的溶解氧水平。

• 通氣系統：系統通過內置的流量計控制進入罐體的無菌空氣（或其他氣體，如氧氣、氮氣、二氧化碳）的流量。

• 溶氧水平的測量與控制：系統使用耐熱的DO極譜感應器實時監測溶氧水平，測量范圍通常為0-200%，精度可達0.1%。

• 二級DO控制策略：當溶氧水平偏離設定點時，系統會啟動二級級聯控制：

1. 首先自動調整攪拌轉速以改變溶氧傳輸效率。

2. 如果調節攪拌速度仍不能滿足需求，系統會啟動氣體混合站（可選配），通過改變進氣中的氧氣比例來精確控制溶氧。

4. pH與補料控制

系統通過集成的蠕動泵和傳感器實現對pH等參數的自動控制。

• pH的自動調控：pH電極持續監測培養液的酸堿度。當pH偏離設定值時，控制器會啟動相應的內置蠕動泵，自動添加酸液或堿液以恢復設定的pH值。

• 底物補料與消泡：內置的蠕動泵（通常為4個）同樣可用于定時或按需補加培養基、誘導劑等。另一個蠕動泵專用于添加消泡劑，以消除發酵過程中產生的過多泡沫，防止逃液和污染。

?? 系統的智能控制與數據處理

Winpact One的核心是其強大的智能控制系統，它整合了各個子系統的操作與監控。

• 用戶友好的控制界面：系統配備10.4英寸彩色觸摸屏，以圖形化界面顯示所有關鍵參數（溫度、pH、DO、轉速等）的實時數據和趨勢曲線，方便用戶設置參數和監控進程。

• 可編程與自動化：用戶可以對發酵過程進行最多15步的程序化控制。在每一步中，都可以預設溫度、pH、DO、轉速、補料等參數的目標值和持續時間，實現全自動運行。

• 遠程監控與數據管理：系統支持以太網遠程控制。用戶可以在計算機上使用配套的SCADA軟件實時查看和控制發酵過程，甚至可以同時連接和監控多達16臺發酵罐，非常適合需要并行多次實驗的研究。實驗數據可通過USB接口導出。

?? 主要應用場景

憑借其靈活的設計和精確的控制能力，Winpact One發酵系統適用于廣泛的生物技術研究領域：

• 微生物發酵：用于大腸桿菌、酵母等需氧微生物的高密度培養，生產酶、抗生素等代謝產物。

• 細胞培養：適用于哺乳動物細胞（如CHO細胞、HEK293細胞）和昆蟲細胞的培養，用于生產疫苗、單克隆抗體、病毒載體等。

• 特殊研究：

• 光合培養：通過選配光照模塊，可作為光生物反應器，用于微藻等光合生物的培養。

• 固態發酵模擬：通過特殊的攪拌扇葉（如螺旋型、錨型）和可調節角度的罐體，可模擬固態發酵環境，用于真菌培養等。

總的來說，Major Science梅潔Winpact One發酵系統通過其高度集成和智能化的設計，將溫度、攪拌、通氣、pH等關鍵環境參數置于精確的閉環控制之下，從而為研究人員提供了一個強大而可靠的平臺，用于探索和優化復雜的生物過程。希望以上解讀能幫助您更深入地理解其工作原理。