德国 CEPA 高速管式离心机 LE/LE GP转鼓容积0.25L 用于发酵液澄清

‍生物制药发酵液澄清是下游纯化工艺的第一道关键单元操作，发酵体系内菌体、细胞碎片与蛋白杂质粒径微小，传统批次台式离心、深层过滤普遍存在处理量受限、滤材堵塞、活性物质损伤等问题。德国CEPA（Carl Padberg）LE台式高速管式离心机，配备0.25L转鼓容积，适配生物制药研发与小试阶段发酵液澄清设计，可实现连续进料、连续出清液，依靠高离心力捕获超细菌体与碎片，为重组蛋白、疫苗、抗生素等发酵体系提供稳定的小试澄清方案，并完成工艺数据积累，支撑后续中试、工业化机型的工艺放大。

一、 工作原理

CEPA LE管式离心机采用立式细长管状转鼓结构，发酵悬浮液由设备底部连续送入高速旋转的转鼓内部。在强离心力场作用下，密度更大的菌体、细胞碎片等固相快速沉降附着于转鼓内壁；澄清后的液相沿转鼓向上流动，经顶部溢流盘连续排出。固相物料累积在转鼓内腔，达到装载上限后停机，取出转鼓收集菌体沉淀，可选用转鼓内衬筒，简化固相卸料与清洗流程。该机型可实现固液分离，也可处理液-液-固三相体系，适配复杂发酵液预处理需求。

二、 核心设备参数

型号为CEPA LE，同时配备可满足制药合规要求的LE GP洁净版本，设备转鼓公称容积为0.25L，最高转速可达40000rpm，最大离心力达40000×g，具备良好的微小颗粒分离能力。设备适配水基发酵物料处理，常规处理流量区间为5～30L/h，行业推荐工艺稳定流量为15L/h，整机驱动功率330W。设备采用台式一体化结构，拆装无需专用工具，可快速完成拆装、灭菌作业。其中基础LE机型为铸铁壳体，适配常规实验室研发场景；LE GP版本采用全不锈钢材质，符合GMP洁净标准，可按需拓展防爆、在线CIP清洗配置，适配制药研发场景。

三、 发酵液澄清工艺优势

3.1 高分离精度，捕捉超细颗粒

生物发酵液中菌体、细胞碎片粒径多在亚微米至数微米区间，常规离心设备离心力不足，无法有效截留微小杂质，易导致上清液浊度偏高，增加下游纯化压力。CEPA LE机型可实现40000×g高离心力，能够截留微小菌体与破碎细胞，提升发酵液上清澄清度，有效降低下游深层过滤、膜过滤的处理负荷，延长滤膜、层析介质使用寿命，减少生物物料纯化过程中的损耗，保障产品收率。

3.2 连续流处理，适配小试工艺探索

区别于传统实验室批次式离心机的间歇处理模式，CEPA LE采用连续进料、连续排液的工作模式，可稳定处理数升至十几升规模的生物反应器发酵收获液，适配1.5～15L小试发酵体系。在大肠杆菌、酵母、放线菌等主流微生物发酵试验中，可稳定完成固液分离，获得纯度良好的湿菌体沉淀与低杂质上清液，便于科研人员快速验证不同pH值、进料流量、运行转速下的澄清效果，精准积累核心工艺参数，为工艺优化提供数据支撑。

3.3 低剪切工况，保护生物活性物质

管式离心机独特的细长流道结构让物料流动更加平缓，物料在转鼓内停留时间短、剪切作用力低，可避免蛋白、酶、抗原、抗体等热敏性生物活性物质被机械力破坏，保留目标产物活性，是高价值生物制品小试澄清的适用设备。同时设备无需过滤耗材，规避了传统过滤工艺中滤饼堵塞、滤材溶出引发的物料二次污染问题，减少耗材使用成本，降低批次处理的工艺差异，提升试验重复性与稳定性。

3.4 小型台式结构，适配洁净实验室部署

整机采用轻量化台式设计，占地面积小、部署灵活，可适配各类生物研发实验室、洁净实验室布局。设备结构简洁，转鼓及核心部件拆装无需专用工具，拆卸、清洗、灭菌流程便捷高效，可快速完成批次切换与设备消杀。其中LE GP洁净版本贴合制药GMP规范，可应用于新药研发、疫苗制备、重组生物制品研发等合规性要求高的项目，可选配防爆结构，可安全适配含有机溶剂的发酵液预处理工况，适用场景广泛。

四、 典型工艺应用场景

在重组蛋白发酵液澄清场景中，该设备可处理大肠杆菌、酵母表达体系发酵收获液，去除菌体与细胞碎片杂质，获取高澄清度上清液，为后续蛋白捕获、层析纯化提供优质物料基础。在疫苗与病毒载体研发小试中，可完成细胞培养液、发酵液的预澄清作业，去除宿主细胞残渣、微小杂质，降低下游精制纯化工艺压力，提升成品纯度。在抗生素、酶制剂研发领域，可针对放线菌、真菌等丝状微生物发酵液完成固液分离，去除菌丝体与不溶残渣，优化物料预处理效果。同时，该设备是生物制药工艺放大研究的核心设备，可在实验室小试阶段完成转速、进料流量、物料固含量耐受度等关键参数的筛选验证，参数可精准对接中试及工业化生产设备，降低工艺放大过程中的技术风险与试验成本。

五、 工艺操作要点

CEPA LE机型为小试专用连续流管式离心机，0.25L的转鼓容积决定了其固相容纳量有限，试验过程中需实时监测上清液状态，当出现上清浊度上升、杂质析出等异常情况时，及时停机卸料清洗，保障分离效果稳定。设备运行期间需保持进料流量稳定，避免流速剧烈波动破坏离心力场平衡，导致分离效率下降。针对不同特性的发酵液，可提前通过调整物料温度、pH值降低体系黏度，进一步提升澄清分离效率。单批次试验结束后，需及时拆解转鼓、内衬等核心部件，清洗内腔残留的生物残渣与蛋白附着物，杜绝物料残留滋生微生物，避免批次间交叉污染，保障试验数据准确、设备洁净合规。

六、 小结

德国CEPA LE高速管式离心机凭借0.25L适配小试的转鼓容积、高离心分离精度、连续流稳定处理的核心优势，填补了生物制药研发阶段高精度连续流澄清设备的市场空白。设备兼顾分离效率与生物活性保护，可稳定完成各类微生物发酵液的预处理澄清作业，快速积累标准化工艺参数。常规研发版适配实验室工艺探索，GMP洁净版可满足制药合规研发需求，小试所得工艺数据可适配工业化生产工艺放大，降低研发转生产的技术壁垒，是生物制药发酵液预处理工艺开发、参数优化、工艺放大验证的核心专用设备。