氣體類型:發(fā)酵過程常用氧氣,、氮氣,、二氧化碳和空氣等氣體。不同氣體的物理化學(xué)性質(zhì)不同,,MFC 需針對具體氣體選型。如測量腐蝕性氣體,,需選耐腐蝕材質(zhì)的 MFC,,如哈氏合金等;對于特殊氣體,,還需關(guān)注 MFC 的兼容性和校準(zhǔn)情況,,部分 MFC 支持多種氣體,但需針對不同氣體校準(zhǔn),。
流量范圍:根據(jù)生物發(fā)酵工藝中氣體的實際用量來選擇,。實驗室小規(guī)模發(fā)酵,流量范圍可能在幾 sccm 到幾十 sccm,;工業(yè)大規(guī)模發(fā)酵罐,,氣體流量需求大,可能需幾百 sccm 甚至更高流量范圍的 MFC,。所選 MFC 的流量范圍要能覆蓋工藝所需流量,,且盡量使實際流量處于 MFC 量程的中間段,以保證測量和控制精度,。
流量精度:生物發(fā)酵過程對氣體流量精度要求較高,,精度通常以滿量程的百分比表示,如 ±0.5%,、±1% FS 等,。高精度的 MFC 可提高流量控制準(zhǔn)確性,確保發(fā)酵過程中氣體供應(yīng)穩(wěn)定,,一般建議選擇精度在 ±1% FS 及以上的產(chǎn)品,。
壓力范圍:發(fā)酵過程中發(fā)酵罐內(nèi)有一定壓力,要確保所選 MFC 的工作壓力范圍符合發(fā)酵罐的工作壓力要求,,包括進(jìn)氣壓力和排氣壓力等,,避免因壓力不匹配導(dǎo)致 MFC 性能問題或損壞。
工作溫度:生物發(fā)酵通常在特定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,,如 35°C-37°C,。要選擇能在該工作溫度環(huán)境下穩(wěn)定可靠工作的 MFC,考慮溫度對其性能的影響,,防止溫度變化導(dǎo)致流量控制不準(zhǔn)確,。
通信接口:根據(jù)發(fā)酵控制系統(tǒng)的要求選擇通信接口,。常見接口有 RS-232、RS-485,、Modbus,、Profibus、EtherCAT 等,。若發(fā)酵系統(tǒng)采用 PLC 控制,,可選擇與之兼容的通信接口,實現(xiàn) MFC 與控制系統(tǒng)的連接,,方便遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制氣體流量,。
認(rèn)證和材質(zhì):在生物發(fā)酵領(lǐng)域,尤其是制藥和食品相關(guān)行業(yè),,MFC 與介質(zhì)接觸的部件需符合相關(guān)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),,如 USP VI 類、FDA 標(biāo)準(zhǔn)等,,以確保生物相容性和產(chǎn)品質(zhì)量,。材質(zhì)方面,通常選用不銹鋼等耐腐蝕,、不易污染發(fā)酵液的材料,。
品牌和質(zhì)量:選擇質(zhì)量可靠的 MFC,可保證產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù),。 MFC 通常在精度,、穩(wěn)定性、耐用性等方面表現(xiàn)更優(yōu),,且有完善的售后技術(shù)支持,,能及時解決使用過程中出現(xiàn)的問題,。
響應(yīng)時間:在發(fā)酵過程中,,氣體流量可能需要根據(jù)工藝變化進(jìn)行快速調(diào)整,特別是在補料分批發(fā)酵或控制發(fā)酵過程中的溶氧濃度等情況,。熱式 MFC 響應(yīng)速度快,,通常在毫秒級,能快速跟蹤流量變化,,更適合這種動態(tài)變化的場景,。
調(diào)節(jié)范圍:較大的調(diào)節(jié)范圍可以讓 MFC 在不同的發(fā)酵階段適應(yīng)不同的氣體流量需求。例如,,在發(fā)酵初期,,微生物生長緩慢,氣體需求較少,;而在對數(shù)生長期,,氣體需求會顯著增加,。具有寬調(diào)節(jié)范圍(如 > 100:1)的 MFC 可以更好地滿足這種變化