在生物制藥行業中,發酵罐作為核心設備,其穩定運行和精準控制直接關系到藥品的質量與生產效率。而工業蠕動泵作為發酵罐的關鍵配套設備,正發揮著越來越重要的作用。

一、工業蠕動泵工作原理
工業蠕動泵主要由泵頭、驅動器和軟管構成。工作時,驅動器帶動泵頭的滾輪旋轉,滾輪周期性地擠壓和釋放軟管。當滾輪擠壓軟管時,管內液體被向前推進;滾輪離開后,軟管依靠自身彈性恢復原狀,形成負壓,從而吸入新的液體。這種工作方式如同消化道的蠕動,故而得名蠕動泵。
二、工業蠕動泵在生物制藥發酵罐中的優勢
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高精度流量控制:生物制藥發酵過程對物料添加量的精度要求極高。工業蠕動泵通過控制滾輪轉速和擠壓頻率,能夠實現非常精準的流量輸送,誤差可控制在極小范圍內,滿足生物制藥對物料添加的嚴格要求。
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無脈動輸送:發酵過程中,穩定的物料輸送至關重要。蠕動泵的無脈動輸送特性,避免了因流量波動對發酵環境造成的影響,確保發酵過程的穩定性,有利于提高藥品質量的一致性。
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良好的兼容性:生物制藥涉及多種化學和生物試劑,工業蠕動泵的軟管材質豐富,可根據不同物料特性選擇合適的軟管,如硅膠、氟橡膠等,有效避免了物料與泵體的化學反應,保證物料的純凈性和活性。
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自吸能力強:在發酵罐配套應用中,常常需要從低位容器吸取物料。工業蠕動泵強大的自吸能力,能夠輕松實現這一操作,額外的輔助設備,簡化了工藝流程,提高了生產效率。
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衛生易清潔:生物制藥行業對衛生要求極為嚴格。蠕動泵的結構簡單,只有軟管與物料接觸,且軟管易于拆卸和更換,可進行高溫消毒或化學清洗,能有效防止物料殘留和微生物污染,符合藥品生產質量管理規范(GMP)的要求。
三、實際應用場景
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培養基添加:在發酵前期,需要向發酵罐中精準添加各種培養基成分。工業蠕動泵能夠按照設定的配方和流量,將不同的培養基原料準確無誤地輸送到發酵罐中,為微生物的生長提供適宜的營養環境。
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酸堿調節:發酵過程中,發酵液的 pH 值會發生變化,需要及時添加酸堿試劑進行調節。蠕動泵憑借其高精度的流量控制和無脈動輸送特性,能夠控制酸堿試劑的添加量,確保發酵液 pH 值穩定在適宜范圍內,促進微生物的正常代謝和產物合成。
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消泡劑添加:發酵過程中容易產生大量泡沫,影響發酵效率和產品質量。工業蠕動泵可根據泡沫產生情況,添加消泡劑,有效消除泡沫,保證發酵過程的順利進行。
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補料操作:隨著發酵的進行,微生物對營養物質的消耗逐漸增加,需要進行補料操作。蠕動泵能夠根據發酵工藝的要求,在不同階段精準地向發酵罐中補充碳源、氮源、微量元素等營養物質,維持微生物的生長和代謝需求,提高目標產物的產量。
四、應用案例
某知名生物制藥企業在生產一款重組蛋白藥物時,采用了工業蠕動泵作為發酵罐的配套設備。在發酵過程中,通過蠕動泵控制培養基、酸堿試劑、消泡劑和補料的添加量和添加時間。經過一段時間的生產實踐,發現使用工業蠕動泵后,發酵過程的穩定性明顯提高,產品質量的一致性得到了有效保障,目標產物的產量也有了顯著提升。同時,由于蠕動泵的衛生易清潔特性,減少了設備清洗和維護的工作量,降低了生產成本。