CALENTAMIENTO IR SUAVE PARA LA REGULACIÓN PRECISA DE LA TEMPERATURA

 

  • Con el MINIFOR Ud no necesita mantas eléctricas de calefacción, bucles de calentamiento, recipientes con doble pared o camiseta y baños de circulación térmica o termostatados.
  • El calentador de radiación infrarroja controlado por microprocesador está situado convenientemente debajo del recipiente de fermentación para regular la temperatura
  • Se alcanza un control de temperatura extremadamente preciso de ± 0,1 ° C
  • Calentador IR (infrarrojo)garantiza alta transferencia de calor y baja capacidad calórica 
  • Calentamiento suave sin puntos calientes en cualquier volumen de medio, ni siquiera en los niveles más bajos de medio. 
  • La convección térmica natural ocurre incluso sin ninguna mezcla o agitación del medio de cultivo 
  • Debido a la baja capacidad calorífica de los metales (correspondiente a la capacidad calórica de un ml de agua!), la dosificación precisa del calor suministrado permite un control muy preciso de la temperatura en el medio 
  • Forma de calentamiento barato y seguro (sin riesgos de electrocución) 

 

Importancia del control preciso de la temperatura 

Durante las fermentaciones y cultivos celulares, es esencial que la temperatura en el fermentador/biorreactor sea regulada de forma precisa sin exceder las temperaturas deseadas y sin oscilaciones de temperatura.  

Como el volumen de trabajo en un tipo de vaso de reacción dado puede variar a lo largo de la fermentación o cultivo celular (adición de ácido, base, alimentación de nutrientes, cosecha, muestreo ...), es importante que el sistema de calefacción se pueda adaptar y controlar la temperatura según el cambio de volúmenes. Esto se logra en el fermentador-biorreactor de laboratorio MINIFOR para todos los tipos de vasos con volúmenes de trabajo desde 35 ml hasta 6 L con el sistema de calefacción infrarrojo único, sin costo adicional.

 

Eliminación de las mantas de calentamiento y sus similares 

LAMBDA no utiliza camisetas eléctricas de calefacción, mantas de calefacción, serpentines de calefacción, almohadillas de calentamiento de silicona, recipientes de doble pared o revestidos en el fermentador de banco y biorreactor por sus muy conocidas desventajas.

Los recipientes de doble pared o revestidos tienen una capacidad calorífica muy alta y baja transferencia de calor durante la esterilización, ya sea con la camisa con o sin agua. En consecuencia el tiempo de esterilización es prolongado y resulta en una mayor degradación del medio, tiempos de enfriamiento más largos y la necesidad de suministro de agua de fría (por condensador o equipo de refrigeración o chiller) con la correspondiente necesidad de conexiones adicionales de tuberías. Las opciones de enfriamiento de agua aumentan la complejidad alrededor del recipiente de cultivo, la necesidad de costosas bombas de circulación, etc.

La principal razón para el uso de baños térmicos circulantes (termostatados) radica en la eliminación de puntos calientes en las paredes del recipiente. Mientras que, las otras chaquetas eléctricas de calefacción, mantas de calefacción, serpentines de calefacción, almohadillas de calefacción de silicona, calentamiento por dedos o varillas pueden crear puntos calientes directamente en el medio. En el MINIFOR se eliminan los métodos comunes de calefacción eléctrica , ya que:

  • Su eficiencia está limitada por la calidad del contacto entre la superficie de calentamiento y las paredes del vaso de reacción. La transmisión de calor sólo se produce por difusión, por lo que es lenta, especialmente cuando el gradiente de temperatura es pequeño
  • El medio tiene que ser calentado más de lo necesario para lograr una transferencia de calor significativa. Cuando se alcanza la temperatura deseada, se debe enfriar para evitar el sobrecalentamiento. De ello se deriva que es obvio que el control de la temperatura es difícil
  • Enfriamiento lento, porque la manta de calentamiento actúa como una capa de aislamiento
  • Dependiendo del volumen de trabajo utilizado, las paredes de vidrio que no están en contacto con el medio se calientan muy fuertemente y, por lo tanto, se produce un sobrecalentamiento (y daños en el cultivo) en estos lugares (puntos calientes en las paredes del vaso de reacción)
  • La vista u observación en el vaso de reacción está restringida y no es posible iluminar cultivos de algas desde el exterior
  • Las abrazaderas o pinzas calefactoras y las esterillas térmicas evitan el enfriamiento natural del vaso de reacción y se requiere un enfriamiento complementario. Esto aumenta tanto el costo como la complejidad del sistema.
  • Incluso un pequeño daño en las esteras o mantas eléctricas de calefacción pueden conducir al riesgo de descarga eléctrica o electrocución.
  • Manejo costoso, voluminoso y poco práctico.

Para eliminar todos los problemas antes mencionados del uso de los bloques de calefacción eléctrica y almohadillas, LAMBDA inventó un calentador de radiación IR que está debajo del fondo del recipiente. 

Calentamiento similar al solar 

La espiral de calentamiento se coloca en un reflector parabólico dorado debajo del vaso de fermentación. Los rayos de calor se concentran por el reflector parabólico dorado con un 98% de eficiencia sobre el fondo del vaso de reacción, donde aproximadamente el 50% es absorbido por el vidrio y aproximadamente el 50% es absorbido directamente por el medio. El calor de cierta longitud de onda será absorbido por el vidrio; el otro pasa a través de este y son absorbidos directamente por las moléculas de agua en el medio, de una manera similar a como el sol calienta el agua. El resultado es un calentamiento extremadamente suave sin puntos calientes, ni siquiera en los niveles más bajos de medio de cultivo.

¡Sólo se requiere un trozo corto de alambre metálico para generar la radiación infrarroja! Como los metales tienen una capacidad calórica muy baja, el calentamiento usando radiación infrarroja se puede encender o apagar rápidamente.

Se calienta y se enfría extremadamente rápido lo que conduce a un control de temperatura mucho más preciso en el vaso de reacción.

El nuevo sistema de calentamiento también es muy conveniente, ya que los cables, tubos, conectores, la necesidad de mantas de calentamiento o los vasos de reacción con camisa y el suministro de agua circulante se eliminan por completo.

Incluso un aumento muy leve de la temperatura conduce a la convección térmica natural. Puesto que la radiación se dirige al fondo del vaso de reacción, la convección iguala la temperatura en el medio incluso sin ninguna agitación en absoluto.

Por ejemplo, la variación de la temperatura ajustada a 30 ° C proporciona desviaciones de sólo ± 0,1 ° C en el vaso de reacción de volumen 1 litro.

Temperature control in fermenters: infra-red radiation heating

Bioreactor with integrated infra-red heating for temperature control

Diagram: Temperature regulation in bioreactor / fermentor (heating - cooling)