FUS-50L(A)全自動(dòng)發(fā)酵罐是我公司主打小試反應(yīng)器產(chǎn)品，該產(chǎn)品最初是根據(jù)張嗣良教授提出的多尺度多參數(shù)發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化放大理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，與2001年制作出第一代產(chǎn)品。

發(fā)酵過(guò)程是高度非線性復(fù)雜系統(tǒng)，以活細(xì)胞為對(duì)象的生物反應(yīng)器中是多尺度的，即基因分子遺傳、細(xì)胞代謝調(diào)節(jié)和反應(yīng)器工程特性三個(gè)尺度上相互作用、相互影響。為此提出了微生物過(guò)程多尺度優(yōu)化原理。根據(jù)活細(xì)胞為主體的微生物發(fā)酵過(guò)程中基因分子尺度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞代謝尺度的網(wǎng)絡(luò)與生物反應(yīng)器系統(tǒng)多尺度的宏觀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜系統(tǒng)，提出了跨尺度測(cè)量的多參數(shù)相關(guān)分析與控制方法。從生物反應(yīng)器多尺度的物料流、能量流變化和基因尺度信息流的變化分析細(xì)胞代謝尺度的變化，研究他們之間的關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)跨尺度控制的發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化。
傳統(tǒng)的發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化起源于化學(xué)工程，僅僅注重環(huán)境變量，例如：溫度、pH、攪拌速率等等，因此，市場(chǎng)上大多數(shù)小試反應(yīng)器也僅僅配備了溫度、pH、DO、轉(zhuǎn)速傳感器。而我們的反應(yīng)器在此基礎(chǔ)上配備了質(zhì)量流量計(jì)、發(fā)酵液量稱(chēng)重、補(bǔ)料稱(chēng)，并且把尾氣分析儀作為推薦配置，目的就是為了得到發(fā)酵過(guò)程中的速率參數(shù)，例如OUR（單位發(fā)酵液氧氣消耗速率）、CER（單位發(fā)酵液二氧化碳釋放速率）以及各種補(bǔ)料速率、補(bǔ)堿速率等。這些參數(shù)能反應(yīng)出發(fā)酵液中微生物的生理狀態(tài)，因此，這些參數(shù)我們一般稱(chēng)之為生理代謝參數(shù)。FUS-50L(A)標(biāo)配5個(gè)電極接口，除了溫度、pH和溶氧電極以外，還可以選配活細(xì)胞量電極、濁度電極、CO2電極、電導(dǎo)電極、ORP電極等。如果用戶(hù)配備了活細(xì)胞量傳感器或者濁度電極，軟件可以進(jìn)一步計(jì)算出比速率，比速率真正的反應(yīng)出單個(gè)微生物的生理狀態(tài)。例如我們最經(jīng)常提到的比生長(zhǎng)速率就是一個(gè)比速率，與之相似的還是比氧氣消耗速率、比CO2生成速率、比葡萄糖消耗速率、比產(chǎn)物合成速率等等。只有了解并獲取到這些關(guān)鍵參數(shù)，才能真正的理性指導(dǎo)發(fā)酵過(guò)程的優(yōu)化和放大。利用這一套設(shè)備，多次實(shí)現(xiàn)了從50L到生產(chǎn)的一步放大。
經(jīng)過(guò)逐步的研究和改進(jìn)，罐體夾套和管架采用304不銹鋼，罐體與液體接觸部分采用316L不銹鋼，美觀耐腐蝕性好，壽命長(zhǎng)。標(biāo)配4臺(tái)集成式蠕動(dòng)泵，可選配蘭格或其他品牌獨(dú)立式蠕動(dòng)泵，每一路補(bǔ)料均有電子秤計(jì)量，最大量程可以配置15公斤，足夠使用10L血清瓶作為補(bǔ)料罐。pH和消泡可以進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，補(bǔ)料速率采用占空比進(jìn)行控制。攪拌系統(tǒng)使用交流伺服電機(jī)，體積小、壽命長(zhǎng)、轉(zhuǎn)速控制精確；標(biāo)配三層六平葉漿，攪拌槳位置可調(diào)。標(biāo)配質(zhì)量流量計(jì)，集控制和測(cè)量一體，直接輸出標(biāo)況流量。標(biāo)配罐頂壓力傳感器。標(biāo)配罐體稱(chēng)重。
控制系統(tǒng)采用PLC控制，穩(wěn)定可靠，上位機(jī)采用觸屏工控平板，操作方便。

1.罐體：
全容積： 50L；裝料量為全容積的70%，最低裝料量為全 容積36%；
材質(zhì)： 罐體接液材質(zhì)為不銹鋼316L，夾套材質(zhì)為不銹鋼304，夾套內(nèi)有導(dǎo)流板；
槳葉形式：三層平葉（標(biāo)配，可根據(jù)用戶(hù)要求定制）；
罐蓋接口： 接種口或添加培養(yǎng)基口1個(gè)； 4個(gè)單針補(bǔ)料口，無(wú)菌補(bǔ)料或補(bǔ)酸堿或消泡； 排氣口1個(gè)； 壓力傳感器接口1個(gè)； 消泡電極口； 攪拌接口1個(gè)；
電極接口: PH電極接口1個(gè)，DO電極接口1個(gè)，溫度電極接口1個(gè)， 預(yù)留電極接口1-2個(gè)；
罐底接口：罐底出料取樣口1個(gè)；
視鏡燈：上置視鏡燈；
2.空氣過(guò)濾器：除菌過(guò)濾器濾殼材質(zhì)為304不銹鋼，濾芯過(guò)濾精度0.2μm。
3.攪拌系統(tǒng)：上機(jī)械攪拌，轉(zhuǎn)速范圍0-800rpm。
5.控制系統(tǒng)：
人機(jī)界面：15寸工控平板。
中央控制系統(tǒng)：品牌PLC。
溫度控制：電加熱、外源水冷卻。
pH控制：2.00-12.00，精度0.05.
溶氧檢測(cè)：0-100%，測(cè)量精度1%，可以進(jìn)行轉(zhuǎn)速關(guān)聯(lián)。
泡沫控制：手動(dòng)/自動(dòng)消泡。
補(bǔ)料系統(tǒng)：定速補(bǔ)料泵，占空比調(diào)節(jié)（可選配蘭格蠕動(dòng)泵，0.1-100rpm可變轉(zhuǎn)速），補(bǔ)料量根據(jù)電子秤計(jì)量。
通氣：標(biāo)配0-70L/min轉(zhuǎn)子流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)，標(biāo)配僅空氣（可選配多路進(jìn)氣）。
壓力：進(jìn)氣、排氣、夾套機(jī)械壓力表，罐壓檢測(cè)，隔膜式壓力傳感器0-0.25MPa，調(diào)節(jié)罐壓，針型閥或球閥或隔膜閥。
發(fā)酵液計(jì)量：電子秤，分辨率0.1kg。