高精度气体质量流量控制MFC

生物发酵制药领域的应用案例

在生物制药领域，发酵工艺的稳定性和精确性直接决定了细胞培养的成功率与产物的质量。作为高端生物反应器的领先制造商，沃钛思生物深知气体流量控制的关键作用——溶解氧浓度、气体分布均匀性、工艺稳定性等核心参数，无一不依赖于高精度的气体质量流量控制。

然而，长期以来，国内生物制药企业往往依赖进口品牌（如Ali**t、Bürk**t）的流量控制器，不仅采购成本高昂，供应链响应速度也受限。沃钛思生物在对比多家供应商后，最终选择了夏罗登的气体质量流量控制器，成功实现了性能、成本、服务三大维度的全面升级。

为什么生物反应器需要高精度气体流量控制

溶解氧（DO）控制：细胞的生长和代谢依赖稳定的氧气供应，DO浓度波动会直接影响细胞活性。

CO₂/pH调节：在细胞培养中，CO₂的通入量直接影响培养液的pH值。

气体混合比例：如O₂/N₂/CO₂的混合比例需精确控制，以满足不同阶段的细胞需求。

防止气泡损伤：过高的气流可能导致剪切力增大，损伤敏感细胞（如CHO细胞）。

气体质量流量控制器（MFC）的作用：

✔ 精准调节进气流量，确保溶解氧稳定

✔ 动态适应工艺变化（如温度、压力波动）

✔ 优化气体分布，避免局部缺氧或过氧

✔ 实现自动化控制，减少人工干预

高端生物反应器的核心挑战

01、溶解氧（DO）的精准控制

面临挑战：细胞耗氧速率随培养进程变化，传统流量控制方式（如转子流量计）无法实时调整，导致DO波动。

闭环反馈控制：与DO传感器联动，动态调整O₂流量，保持DO设定值（如30%饱和度）。

多气体混合控制：如采用O₂/N₂混合调节，在低耗氧阶段自动降低O₂比例，节省气体成本。

02、气体分布均匀性优化

面临挑战：大体积生物反应器（如5000L发酵罐）易出现气流分布不均，导致局部溶氧不足或泡沫过多。

多通道独立控制：通过多个MFC分别调节不同进气口的流量，优化气体分布。

脉冲式通气策略：采用MFC的快速响应能力，实现间歇式通气，减少气泡聚集。

03、抗干扰与长期稳定性

面临挑战：发酵过程中，温度变化（放热反应）、压力波动（泡沫积聚）、湿度影响可能导致流量漂移。

温压自动补偿：内置传感器实时修正环境变化带来的误差，确保流量稳定。

耐腐蚀设计：适用于高温灭菌（SIP）和腐蚀性气体（如CO₂）。

04、安全与防故障机制

面临挑战：气体流量异常（如管路堵塞、泄漏）可能导致压力失控、细胞污染。

过流保护：流量超限时自动切断或报警，防止设备损坏。

故障自诊断：实时监测阀体状态，预警潜在故障（如传感器漂移）。

客户痛点&解决方案

01、精准工艺控制

传统流量控制器受环境温度、压力变化影响大，导致生物反应器内溶解氧浓度不稳定，影响细胞代谢效率。

夏罗登方案：

±1% F.S. 高精度控制，确保气体流量设定与实时调节精准匹配。

自适应温压补偿，不受发酵罐内温度波动（如发酵放热）和压力变化干扰，保障流量长期稳定。

气体分布均匀性提升，减少局部氧气浓度差异，提高发酵效率。

02、工艺稳定性保障

发酵过程中，气体进料/出料波动、罐内压力变化易导致流量漂移，影响批次一致性。

夏罗登方案：

高动态响应速度，快速调节气流，适应工艺变化。

抗干扰设计，确保在振动、湿热等严苛环境下长期稳定工作。

03、自动化与数字化管理

传统设备通信协议兼容性差，难以实现流量数据自动记录与工艺追溯。

夏罗登方案：

支持RS-485/Modbus等标准协议，轻松接入工厂DCS/PLC系统。

在线显示、累积计量、自动调节，助力数字化生产管理。

04、安全与可靠性

过流可能导致发酵罐压力失控、管路破裂，甚至菌种污染，造成重大损失。

夏罗登方案：

过流保护功能，流量超阈值时自动切断或调节，防止设备损坏。

故障预警机制，实时监测设备状态，提前发现潜在风险。

05、进口替代新选择

在生物制药行业，工艺的稳定性=产品的质量=企业的核心竞争力、

夏罗登SCHALOD气体质量流量控制器，不仅帮助沃钛思生物实现了

更精准、更稳定、更智能的发酵控制，更以高性价比的本土化服务，助力企业降本增效，抢占市场先机。

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