বায়োরিয়াক্টরগুলি হ'ল অণুজীব, কোষ বা এনজাইমগুলির জৈবিক প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়াটিকে সমর্থন করার জন্য উপযুক্ত পরিবেশগত পরিস্থিতি (যেমন, তাপমাত্রা, পিএইচ, দ্রবীভূত অক্সিজেন, মিশ্রণ ইত্যাদি) সরবরাহের জন্য বায়োঞ্জিনিয়ারিংয়ের মূল সরঞ্জাম। বিভিন্ন ডিজাইনের নীতি, অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি এবং অপারেশন পদ্ধতি অনুসারে, বায়োরিয়াক্টরগুলিকে বিভিন্ন ধরণের শ্রেণিবদ্ধ করা যেতে পারে। নিম্নলিখিতগুলি সাধারণ শ্রেণিবিন্যাস এবং বৈশিষ্ট্যগুলি রয়েছে:
মিশ্রণ এবং ভর স্থানান্তর দ্বারা শ্রেণিবদ্ধকরণ
আলোড়িত ট্যাঙ্ক চুল্লি (এসআরটি)
- বৈশিষ্ট্য: মিশ্রণ এবং ভর স্থানান্তর যান্ত্রিক আলোড়ন (আলোড়ন প্যাডেল) দ্বারা উপলব্ধি করা হয়, এবং দ্রবীভূত অক্সিজেন, তাপমাত্রা এবং পিএইচ সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যায়।
- অ্যাপ্লিকেশন: মাইক্রোবায়াল গাঁজন (যেমন অ্যান্টিবায়োটিকস, এনজাইম), প্রাণী কোষ সংস্কৃতি (কম শিয়ার আলোড়নকারী প্যাডেল ডিজাইনের প্রয়োজন) এ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
- বৈকল্পিক
বুদ্বুদ আলোড়নযুক্ত চুল্লি: গ্যাস বুদবুদ এবং যান্ত্রিক আলোড়নের সংমিশ্রণ।
তরঙ্গ আলোড়নযুক্ত চুল্লী: জাহাজটি কাঁপিয়ে তরঙ্গ উত্পন্ন করে, শিয়ার-সংবেদনশীল কোষ সংস্কৃতির জন্য উপযুক্ত।
এয়ারলিফ্ট চুল্লি (এএলআর)
- বৈশিষ্ট্য: গ্যাস ইনজেকশন দ্বারা চালিত তরল সঞ্চালন (কোনও যান্ত্রিক আলোড়ন নেই), কম শিয়ার ফোর্স, কম শক্তি খরচ।
- আবেদন: শিয়ার-সংবেদনশীল কোষগুলির জন্য উপযুক্ত (যেমন উদ্ভিদ কোষ, কিছু স্তন্যপায়ী কোষ) বা দীর্ঘমেয়াদী অবিচ্ছিন্ন সংস্কৃতি।
বুদ্বুদ কলাম চুল্লী
- বৈশিষ্ট্য: কেবল মিশ্রণ, সাধারণ কাঠামো অর্জনের জন্য গ্যাস বুদ্বুদগুলির মাধ্যমে, তবে মিশ্রণের দক্ষতা কম।
- আবেদন: প্রতিক্রিয়ার সাথে জড়িত গ্যাসের জন্য উপযুক্ত (যেমন মাইক্রোলেগ সংস্কৃতি, বর্জ্য জল চিকিত্সা)।
কোষ বা এনজাইমগুলির স্থিতিশীলতা অনুসারে শ্রেণিবিন্যাস
প্যাকড বিছানা চুল্লি
- বৈশিষ্ট্য: কোষ বা এনজাইমগুলি একটি নির্দিষ্ট বিছানা স্তর গঠনের জন্য ছিদ্রযুক্ত ক্যারিয়ারগুলিতে (যেমন জেলস, ফাইবার) স্থির থাকে এবং প্রতিক্রিয়া তরল বিছানা দিয়ে প্রবাহিত হয়।
- অ্যাপ্লিকেশন: বিপাকের অবিচ্ছিন্ন উত্পাদন (যেমন ইথানল, জৈব অ্যাসিড) বা এনজাইম-অনুঘটক প্রতিক্রিয়া।
তরল বিছানা চুল্লি
- বৈশিষ্ট্য: তরল বা বায়ু প্রবাহে স্থগিত ক্যারিয়ার কণাগুলি, উচ্চ ভর স্থানান্তর দক্ষতা, তবে অপারেশনটি জটিল।
- অ্যাপ্লিকেশন: বর্জ্য জল চিকিত্সা, স্থির এনজাইম প্রতিক্রিয়া।
ঝিল্লি বায়োরিয়্যাক্টর (এমবিআর)
- বৈশিষ্ট্য: জৈবিক প্রতিক্রিয়া এবং ঝিল্লি বিচ্ছেদ প্রযুক্তির সংমিশ্রণ, বায়োমাস (যেমন অণুজীব, কোষ) ঝিল্লি দ্বারা ধরে রাখা হয়।
- অ্যাপ্লিকেশন: বর্জ্য জল চিকিত্সা, উচ্চ ঘনত্বের কোষ সংস্কৃতি, পণ্যগুলির অবিচ্ছিন্ন পৃথকীকরণ।
বিশেষ ফাংশন বা ডিজাইনের শ্রেণিবিন্যাস অনুযায়ী
ফটোবায়রেক্টর
- বৈশিষ্ট্য: সালোকসংশ্লিষ্ট অণুজীব (যেমন মাইক্রোলেজি, সায়ানোব্যাকটিরিয়া) চাষের জন্য হালকা শর্ত সরবরাহ করুন।
- নকশা: স্বচ্ছ উপাদান (গ্লাস বা প্লাস্টিক), অন্তর্নির্মিত আলোর উত্স বা প্রাকৃতিক আলো ব্যবহার করে।
- অ্যাপ্লিকেশন: বায়োফুয়েলস (অ্যালগাল তেল), উচ্চ মূল্য সংযোজন পণ্য (অ্যাস্টাক্সানথিন, বিটা ক্যারোটিন)।
একক-ব্যবহার বায়োরিয়্যাক্টর
- বৈশিষ্ট্য: ক্রস-দূষণ এড়াতে স্টেইনলেস স্টিল ট্যাঙ্কগুলির পরিবর্তে ডিসপোজেবল ব্যাগ ব্যবহার এবং পরিষ্কার এবং বৈধতার সময়কে সংক্ষিপ্ত করতে।
- অ্যাপ্লিকেশন: ভ্যাকসিন উত্পাদন, ক্লিনিকাল ট্রায়াল পর্যায়ে ওষুধ বিকাশ।
পারফিউশন বায়োরিয়্যাক্টর
- বৈশিষ্ট্য: উচ্চ কোষের ক্রিয়াকলাপ এবং পণ্যের ঘনত্ব বজায় রাখতে তাজা মিডিয়া অবিচ্ছিন্ন সংযোজন এবং বর্জ্য তরল অপসারণ।
- অ্যাপ্লিকেশন: স্তন্যপায়ী কোষ সংস্কৃতি (যেমন একরঙা অ্যান্টিবডি উত্পাদন)।
অপারেশন মোড অনুযায়ী শ্রেণিবিন্যাস
ব্যাচ চুল্লি
সংস্কৃতি মাধ্যমের এককালীন সংযোজন, প্রতিক্রিয়া শেষ হওয়ার পরে পণ্য সংগ্রহ, সহজ অপারেশন কিন্তু কম দক্ষতা।
অবিচ্ছিন্ন চুল্লি
সংস্কৃতি মাধ্যমের অবিচ্ছিন্ন ইনপুট এবং পণ্যগুলির আউটপুট, বৃহত আকারের শিল্পোন্নত উত্পাদনের জন্য উপযুক্ত।
ফেড-ব্যাচ চুল্লি
কোষের বৃদ্ধির সময়কাল দীর্ঘায়িত করতে এবং পণ্যের ফলন বাড়ানোর জন্য ধীরে ধীরে ব্যাচের অপারেশনে পুষ্টিগুলি পুনরায় পূরণ করুন (সাধারণত ব্যবহৃত মোড)।
অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্র অনুযায়ী শ্রেণিবিন্যাস
- মাইক্রোবিয়াল ফেরেন্টার: যেমন অ্যান্টিবায়োটিক উত্পাদন, অ্যামিনো অ্যাসিড।
- প্রাণী কোষ চুল্লি: যেমন অ্যান্টিবডিগুলির সিএইচও সেল উত্পাদন।
- উদ্ভিদ কোষ চুল্লি: যেমন মাধ্যমিক বিপাকের উত্পাদন (প্যাকলিটেক্সেল)।
- এনজাইম চুল্লি: স্থিতিশীল এনজাইমগুলি প্রতিক্রিয়াগুলি অনুঘটক করে (যেমন গ্লুকোজ আইসোমাইজাইজেশন)।
বায়োরিেক্টর নির্বাচন করার মূল কারণগুলি
- জৈবিক সিস্টেমের বৈশিষ্ট্য: অণুজীব, প্রাণী/উদ্ভিদ কোষগুলির জন্য শিয়ার, দ্রবীভূত অক্সিজেনের জন্য প্রয়োজন।
- পণ্যের ধরণ: অবিচ্ছিন্ন বিচ্ছেদ প্রয়োজন কিনা (যেমন ঝিল্লি চুল্লি)।
- স্কেল: পরীক্ষাগার গ্রেড (<10 L) vs. industrial grade (>1000 L).
- ব্যয়: নমনীয় উত্পাদনের জন্য ডিসপোজেবল চুল্লি, দীর্ঘমেয়াদী বৃহত আকারের ব্যবহারের জন্য স্টেইনলেস স্টিল চুল্লি।