生物發(fā)酵領(lǐng)域氣體流量控制器(MFC)選型指南

氣體類型：發(fā)酵過程常用氧氣、氮?dú)?、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(duì)具體氣體選型。如測(cè)量腐蝕性氣體，需選耐腐蝕材質(zhì)的 MFC，如哈氏合金等；對(duì)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(duì)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(shí)際用量來選擇。實(shí)驗(yàn)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(shí)際流量處于 MFC 量程的中間段，以保證測(cè)量和控制精度。

流量精度：生物發(fā)酵過程對(duì)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(duì)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(shí)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(shí)解決使用過程中出現(xiàn)的問題。

響應(yīng)時(shí)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(bǔ)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(jí)，能快速跟蹤流量變化，更適合這種動(dòng)態(tài)變化的場(chǎng)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(zhǎng)緩慢，氣體需求較少；而在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，氣體需求會(huì)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