如何选购生物反应器
1 URS
什么是URS
URS（user requirement specification）用户需求说明，是指使用方对设备、厂房、硬件设施系统等提出的自己的期望使用需求说明，设计方依据这个需求等提出自己具体的方案，设备供应商依据客户提供的URS方案设计施工。
可见，URS是设备采购、设计、验证等活动的基础，如果用户与供应商不能在URS上深入交流，形成双方认可的文字要求，那么在未来验收和需求满足方面的风险就很高，最终会损害用户乃至供应商的利益。
URS的现状
对于生物反应器，URS的描述和转换是一个难点，描述的困难主要表现在对工艺的理解不够全面，转换的难点是将工艺转换成为对设备的文字要求。
第1个难点：URS描述可能会因为用户方的技术人员对工艺的理解不全面或理想化导致预期与实际需求之间的偏差：一方面生物反应器涉及生物、化工、机械、电器、计算机控制等知识，工艺人员很难掌握生物反应器的所有知识面，因此对当前工艺的理解就不可能充分，另一方面功能取舍的困难，技术人员会考虑当下的产品共线或未来新产品对设备的需求，在当下的需求中还可能考虑额外的功能及拓展功能，使报价远超预算。
第2个难点：工艺转换到设计的困难主要在于不同专业人员的相互理解，比如溶解氧要控制到临界氧以上，这是一条工艺需求，但要转换成制造要求时，中间要经过『多层』的翻译，最后才能定格在搅拌桨结构、功率、空气分布、空气量供应、罐压承受、挡板、罐径比，乃至软件设计，可见翻译的过程不仅靠经验，还有理论基础及试验数据。
2 温度、pH和DO的URS
温度
对于温度，有不同层次的需求
1、最基本的需求是过程温度的显示和控制；
2、再高一点的需求是自动灭菌和移种的需要，除了采集罐内的温度，还包括灭菌过程的最低温度点；
3、更高的需求，可能来自对生物热的估算。这时对布点的要求就会更多，可能涉及冷却水系统的不同位置温度进行采集。
如果现在的认知还仅停留在温度传感器只定位在生物反应器内，就应该反思一下对发酵控制的理解是不是过于狭窄了。
除了上述对温度的需求外，还有个地方需要特别关注：空压机后压缩空气除水温度和进罐前温度，这是保证进罐空气湿度和温度的关键措施，与染菌有关系。
除此之外，还需要评估温度误差或失效带来的风险，生物反应器温度波动较小，所以需要精细的PID控制，甚至需要增加冗余温度传感器，当其中一个失效时，能够起用另外一个。
URS中关于温度：除了品牌外，还涉及在什么位置设置温度传感器，是否需要控制，控制精度多少，是否需要冗余等；更进一步，是否需要计算生物热，以及不同温度传感器之间的数据协同。
pH计
pH应用于发酵前和过程的pH显示和控制。
pH计首先是一个量具，因此需要满足作为量具的要求，比如稳定性、响应时间、检测的正确性和精密度、寿命。
关于pH计，一个简单粗暴的方法就是指定品牌，虽然有效但不是全部；
因为，除了pH显示和控制外，报警和预测也是非常重要的功能，这是软件可以实现的功能，比如当出现电极异常时，软件是否会报警或者紧急关停。
关于pH，还有更高的要求：对于一般用户而言，pH往往与酸或碱进行关联补料，但是还有一些用户有更特殊的要求，比如不同时间补酸或补碱，或者将pH与葡萄糖补加进行关联，如果在软件中实现这些个性化要求，必然减少现场操作的工作量。
关于pH的URS：除了指定品牌、设定的位置、数量、报警要求外，还需要包括特殊的工艺对软件的要求。
DO
溶氧的变化是细胞呼吸作用表现形式，也是补料的重要参考，所以在采购生物反应器时，电极的稳定性，准确性是一个重要指标。
除了硬件外，软件也是重要的考虑内容，软件与工艺要求越接近，溶氧参数的意义越能越体现出来。在软件方面除了增加报警之外，还要包括溶氧关联控制问题。控制DO的方法有很多，包括搅拌，空气压力，空气量以及补料，温度等。在不同时间溶氧的变化代表不同的工艺状况，所以软件方面，很难获得一个匹配的方案，其中最关键的原因是工艺人员无法给出一个清晰的URS。
DO控制方面的URS虽然还不够深入，但是也有了较大进步，能够实现用权重或先后顺序通过搅拌，压力和流量与溶氧进行关联，基本实现了自控。
关于DO的URS：除了指定品牌、设定的位置、数量、报警要求外，也需要包括特殊的工艺对软件的要求。
3 小结
以上三个参数是目前生物反应器的基本配置，关系到生物过程的稳定，所以选择的时候一定多加重视。指定硬件品牌可以保障运行的稳定，除此之外，还应该依据风险设定冗余或根据工艺特点设定检测点。
软件的作用不亚于硬件，且对软件的要求更能体现我们对工艺的理解。相信对工艺理解的越深，开发的软件就越能体现出价值，只有突破了这些限制，未来才有可能开发出闭环的控制软件。
