Preciso regulador másico de caudal de gas

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El control del flujo de gas es un factor determinante en la reproducibilidad de cultivos celulares y microbianos.

Incluso los fabricantes de fermentadores de laboratorio más conocidos suministran con el sistema un simple rotámetro (un tubo vertical con una bola flotante o flotador en su interior). La lectura de los rotámetros no es precisa y varía con la presión y la temperatura. Las variaciones de presión son frecuentes durante los procesos de fermentación y cultivos celulares, ya que el filtro de salida es bloqueado progresivamente por las gotitas del medio.

Adicionalmente, la lectura de los rotámetros no puede ser registrada ni controlada electrónicamente. Por lo tanto, la reproducibilidad de tales cultivos no puede ser garantizada (y no cumpliría las normas GLP, GMP y otros sistemas de calidad). Así, los rotámetros pueden ser considerados más bien un juguete, en lugar de un verdadero dispositivo de medición en biotecnología.

La única razón por la cual se suministran estos rotámetros es para bajar el precio inicial de un fermentador o biorreactor.

LAMBDA no reduce los costes sacrificando la calidad de su sistema, por lo tanto no suministra rotámetros en absoluto. Todos los fermentadores - bioreactores LAMBDA (incluso la versión menos costosa - el start-up kit) están equipados con un medidor de flujo másico térmico de alta precisión, acoplado con una válvula de aguja proporcional.

La medición de flujo másico térmico está basado en la medición electrónica del transporte de calor (ver imagen debajo), el cual equivale a una cantidad exacta de moléculas de gas, transportadas a través el detector. La señal de flujo másico es independiente de la variación de temperatura, presión y otros factores, y entrega una señal de calidad que puede ser registrada. ¡Si embargo, un sistema de control másico de tal altísima calidad nos cuesta hasta 15 veces más que un simple rotámetro!

El principio de la medición térmica de flujo másico es especialmente adecuado en la medición de flujo de gas. Una de sus principales ventajas es que el método de medición es independiente en gran medida de la presión y la temperatura. De esta forma, en comparación con los sistemas volumétricos (por ejemplo los rotámetros), la presión y la temperatura no tienen que medirse adicionalmente.

El sistema de medición (censor de flujo másico) consiste en un elemento de calentamiento (H) y dos puntos de medición de la temperatura (medidores de temperatura T1 y T2). El gas que pasa por el sensor extrae el calor del elemento de calentamiento.

Esquema del principio de medición térmica del flujo másico

Con la medición de flujo másico y los instrumentos de control de flujo másico, la capacidad calórica constante asegura una diferencia de temperatura dependiente del flujo. Cuando el flujo de gas es igual a cero, el elemento de calentamiento (H) distribuye el calor uniformemente para que la diferencia de temperatura ΔT = T1-T2 sea cero. La presencia de un flujo de gas está acompañado por dos efectos que generan una diferencia de temperatura ΔT: 1) el sensor de temperatura (T1), ubicado en la entrada del canal, mide una temperatura más baja. Esto se debe al enfriamiento del gas al entrar en la cámara. 2) el gas que circula por la resistencia transporta el calor hacia el sensor de temperatura (T2), ubicado después del elemento de calefacción, que se traduce en un aumento de la temperatura T2. La diferencia de temperatura generada ΔT es una medida directa del flujo másico del gas correspondiente.

El alto grado de control de flujo de gas también permite una regulación del oxígeno disuelto (OD) por la regulación del índice de flujo de aire y no sólo por la variación de velocidad del agitador, como suelen proponer otros proveedores. Pensamos que el oxigeno disuelto debe controlarse a cualquier velocidad del agitador. ¿O debería tolerarse una mala agitación a baja concentración de oxigeno disuelto? Una mala agitación puede conducir a la acumulación de ácido durante el control de pH o generar otros problemas.

Se proponen módulos de flujo de gas en dos instrumentos separados LAMBDA MASSFLOW 500 y MASSFLOW 5000, que pueden ser utilizados para la medición y regulación de otros gases (oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono y otros). Estos instrumentos permiten la creación de cualquier estación de gas, de acuerdo a las necesidades específicas de los cultivos (véase módulos autónomos y precisos para el control de flujo de gas).