微重力环境新型多功能膜生物反应器的研制

发布时间：2019-05-15 16:57

【摘要】：目的研制一种微重力环境新型多功能膜生物反应器,用于细胞水平空间生命科学和航天医学研究。方法根据微重力环境下的使用要求,进行方案论证、图纸设计、加工,并进行调试和初步微生物培养实验验证。结果研制的新型多功能膜生物反应器包括液体贮存及供给系统、气体贮存及供给系统、培养系统、排气系统、排液系统和智能监控系统6个部分。研制的无泡供气膜功能部件,为微生物生长提供所需的氧气,提高了氧气的利用效率;研制的膜脱气功能部件,能及时脱除培养体系中的CO2。开发了DSP数字信号处理器控制系统,用于系统参数的监控和信息存储。验证实验表明,该新型多功能膜生物反应器运行稳定,其能耗、体积、重量和监控指标等均能达到设计要求。结论该装置系统设计合理,氧气供给,营养混合传质和气液分离组件的工作原理适合微重力环境下生物反应器开发的使用要求。
[Abstract]:Objective to develop a new multifunctional membrane Bioreactor for horizontal space life science and aerospace medicine research in microgravity environment. Methods according to the requirements of microgravity environment, the scheme demonstration, drawing design, processing, debugging and preliminary microbial culture experiment were carried out. Results the new multifunctional membrane Bioreactor consists of six parts: liquid storage and supply system, gas storage and supply system, culture system, exhaust system, drainage system and intelligent monitoring system. The developed non-bubble gas supply membrane functional components provide the oxygen needed for microbial growth and improve the utilization efficiency of oxygen. The developed membrane degassing functional components can remove CO2. from the culture system in time. A DSP digital signal processor control system is developed for monitoring and storing system parameters. The verification experiment shows that the new multifunctional membrane Bioreactor is stable in operation, and its energy consumption, volume, weight and monitoring index can meet the design requirements. Conclusion the system design of the device is reasonable, and the working principle of oxygen supply, nutrition mixed mass transfer and gas-liquid separation module is suitable for the development of bioreactor in microgravity environment.
【作者单位】： 北京理工大学生命学院;国家粮食局科学研究院;中国科学院空间科学与应用研究中心;
【基金】：“863”基金资助项目(2008AA12A218)
【分类号】：R857.3

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本文编号：2477647