Arbeitsprinzip des biologischen Fermentationstanks
Der biologische Fermentationstank verwendet eine Luftdüse, um Hochgeschwindigkeitsluft zu zerstäuben. Die Luft wird in Blasen dispergiert. Auf der belüfteten Seite wird die durchschnittliche Dichte der Flüssigkeit reduziert, und auf der nicht belüfteten Seite wird die Dichte der Flüssigkeit reduziert, so dass ein Dichteunterschied mit der Flüssigkeit auf der belüfteten Seite entsteht und ein Flüssigkeitskreislauf im Fermentationstank gebildet wird.
Es gibt viele Formen von biologischen Fermentationstanks, aber die häufigeren sind der interne Zirkulationsrohrtyp, der externe Zirkulationsrohrtyp, der Spannzylindertyp und der vertikale Trennwandtyp. Die Außenseite des Tanks ist mit einem externen Zirkulationstyp-Zirkulationsrohr gestaltet, und die Innenseite des Tanks ist mit zwei internen Zirkulationsrohren gestaltet.
Im biologischen Fermentationstank liegt der Flüssigkeitsstand im Tank unterhalb des Zirkulationsrohrauslasses und oberhalb des Zirkulationsrohrauslasses. Die Vorteile des biologischen Fermentationstanks sind niedriger Energieverbrauch, geringe Wirkung von Braten und Fischfiletieren in der Flüssigkeit und einfache Struktur. Bei gleichem Energieverbrauch ist seine Sauerstoffübertragungskapazität viel höher als die herkömmlicher Fermentationstanks.
Die Hauptvorteile von biologischen Fermentationstanks
1. Die Struktur des biologischen Fermentationstanks ist einfach, das Grundprinzip ist nicht kompliziert, und der Energieverbrauch ist höher als bei einem Rührkessel mit Rührkessel.
2. Die Produktion hängt von der gerichteten Zirkulation des Gases ab. Nicht-zentrifugale Pumpenmechanische Ausrüstung, das Strömungsmuster ist bestimmt, der Flüssigkeitskreislauf ist stark, es gibt keine beweglichen Teile im Inneren, die Scherspannung ist gering, und die Energiedissipation ist sehr gleichmäßig. Im Vergleich zu traditionellen Fermentationstanks für Organismen ist dies besonders wichtig für scherempfindliche Materialien
3. Der Gas- und Flüssigkeitsdurchflussbereich des Fermentationstanks ist breit
4. Die Gasversorgungseffizienz des biologischen Fermentationstanks ist hoch. Die Luft im Steigrohr kann größer sein als die Luft im Blasenreaktor, was vorteilhaft ist. Aerobe Reaktion
5. Die Fluidisierung kann feste Partikel sein, oder schwere Partikel können vollständig suspendiert sein
Sterilisationsmethode des biologischen Fermentationstanks
Vor der Sterilisation des biologischen Fermentationstanks sollte der mit dem biologischen Fermentationstank verbundene Luftfilter in der Regel mit Dampf sterilisiert und mit Luft getrocknet werden. Bei der Sterilisation des Tanks zuerst das Abwasser in der Zuleitung ablassen und spülen, dann das vorbereitete Kulturmedium in den Fermentationstank pumpen und den Rührer zur Sterilisation starten.
Zur Sterilisation von biologischen Fermentationstanks zuerst jedes Entlüftungsventil öffnen, Dampf in die Jacke oder Spule einleiten zum Vorheizen und warten, bis die Tanktemperatur auf 80~90 steigt, und das Entlüftungsventil allmählich schließen. Dann direkt Dampf in den Fermentationstank vom Lufteinlass, Auslass und Probenahmeanschluss einleiten, so dass die Tanktemperatur auf 118~120 steigt, und der Tankdruck des Fermentationstanks wird bei 0,09~0,1 Mpa (Manometerdruck) gehalten und für etwa 30 Minuten gehalten.
Die Sterilisation leerer Fermentationstanks ist die Sterilisation des Fermentationstankkörpers. Während der Luftsterilisation wird der Tankdruck in der Regel bei 0,15~0,2 Mpa gehalten, die Tanktemperatur beträgt 125~130 und wird für 30~45 Minuten gehalten; der Gesamtdampfdruck muss nicht weniger als 0,3~0,35 Mpa betragen, und der Dampfdruck muss nicht weniger als 0,25~0,3 MPa betragen.
In-situ-Sterilisation bezieht sich auf die Sterilisation ohne Änderung der Tankstruktur in der Produktion, und in der Regel wird eine Online-Dampfsterilisation verwendet. Offline-Sterilisation kann als Entfernen des Fermentationstanks zur Sterilisation verstanden werden, und kleine Fermentationstanks können zur Sterilisation in die Sterilisationsbox gebracht werden.
Wichtige Parameterkontrolle
pH-Wert
Im Fermentationsprozess werden die Vermehrung, das Wachstum und die Produktion von Nebenprodukten von Mikrobenzellen durch den pH-Wert beeinflusst, daher ist der pH-Wert in der Fermentationsbrühe einer der wichtigen Parameter im Fermentationsprozess. Um Mikroorganismen innerhalb des optimalen pH-Bereichs zu vermehren und wachsen zu lassen und letztendlich die Zielmetaboliten zu synthetisieren, muss der pH-Wert im Fermentationsprozess streng kontrolliert werden.
Gelöster Sauerstoff (DO)
Gelöster Sauerstoff ist einer der Schlüsselparameter in aeroben Fermentationssystemen bei der Fermentation von Mikroorganismen und Zellen, die direkt die Stabilität und Produktionskosten der Fermentation beeinflussen können. Sauerstoff ist in Wasser nicht leicht löslich, und die Fermentationsbrühe und mikrobiellen Metaboliten im Laborfermenter reduzieren die Löslichkeit von Sauerstoff im Fermentationsprozess. Daher ist die Kontrolle des gelösten Sauerstoffs nicht nur zur Erhöhung der nützlichen Metaboliten in der Fermentation wichtig, sondern auch eine gute Lösung zur Kostensenkung und Effizienzsteigerung in Experimenten.
Temperatur
Ein weiterer Grund, warum Labor-Glasfermenter bei Laborfermentationsnutzern beliebt sind, ist, dass ihr Glasmaterial gute elektrische und thermische Eigenschaften hat, was ein Vorteil ist, den Metallmaterialien nicht bieten können.
Die Temperatur des Fermenters beeinflusst viele Teile des Fermentationsprozesses, wie die Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit von Enzymen, die Änderung der Syntheserichtung von bakteriellen Metaboliten, die Beeinflussung des mikrobiellen Stoffwechsels usw.
Eine zu hohe Temperatur beschleunigt den Stoffwechsel des Stammes und das Altern der Bakterien und kann den Stamm sogar direkt abtöten. Eine zu niedrige Temperatur verlangsamt den Stoffwechsel der Bakterien, und die Syntheserate des Produkts nimmt ebenfalls ab, was die Produktion beeinträchtigt.
Einige Stämme ändern ihre Stoffwechselwege bei unterschiedlichen Temperaturen, und die entsprechenden Produkte sind ebenfalls unterschiedlich. Die optimale Fermentationstemperatur des Fermenters ist nicht nur vorteilhaft für das Wachstum der Bakterien, sondern unterstützt auch die Synthese von Metaboliten.
Jedoch ist die Intoxikationstemperatur desselben Mikroorganismus unterschiedlich, und die Kulturbedingungen erfordern unterschiedliche Bedingungen. Daher ist es ein wichtiger Teil der Fermentation, wie die normale und stabile Temperatur des Laborfermenters aufrechterhalten werden kann.
Rühren
Magnetrühreranwendung: Geeignet für wissenschaftliche Forschungseinrichtungen und mikrobiologische Labore sowie für die Produktion von Unternehmen. Es ist ein ideales Gerät für präzise Fermentationstests und Produktion. Es ist auch geeignet für das Screening von mikrobiellen Fermentationsmedium-Formeln und langfristige mikrobielle Fermentation.
Vollautomatische mechanische Rührfermentationstankanwendung: Geeignet für verschiedene
Mechanische Rührfermentationstankanwendung: Geeignet für verschiedene mikrobielle Fermentationen. Die Ausrüstung zeichnet sich durch gute Stabilität und einfache Bedienung aus. Benutzer können die entsprechende Struktur und Form entsprechend dem Fermentationsprozess wählen. Mehrfachfermentation enthält Saatgutbehälter und Fermentationstanks.
Die Grundstruktur des Rührfermentationstanks besteht darin, eine Rührwelle, die tief in den Tank reicht, oben oder unten am Tankkörper zu installieren. Zwei bis vier Rührpaddel werden an der Welle angebracht. Das Rühren dient dazu, die Materialien im Tank besser zu mischen, was den Kontakt zwischen Feststoffen und Nährstoffen begünstigt und ausreichend ist, um die Nährstoffaufnahme und die Verteilung von Metaboliten zu erleichtern.
Darüber hinaus kann das Rühren auch die in den Tank eintretende Luft gleichmäßig verteilen, die Gas-Flüssigkeits-Kontaktfläche im Laborfermentationstank vergrößern und ist förderlich für die Mischung von Sauerstoff und Fermentationsflüssigkeit.
Entschäumen
Während der Fermentation wird aufgrund der großen Menge an Protein in der Fermentationsflüssigkeit unter Bedingungen wie Belüftung und Rühren Schaum erzeugt. Dies ist ein häufiges Phänomen. Wenn der Schaum jedoch zunimmt, bis er sich auf den gesamten Tank ausbreitet, wird die Fermentationsflüssigkeit aus dem Fermentationstank austreten, wodurch die Möglichkeit einer Kontamination erhöht wird.
Das Entschäumungssystem im Laborfermenter ist auch ein wichtiger Bestandteil, um die normale Fermentation sicherzustellen, und es ist ein sehr notwendiger Teil. Zunächst muss in der Anfangsphase sichergestellt werden, dass die Flüssigkeitsmenge im Tank nicht mehr als drei Viertel des Innenraums des Fermenters überschreitet. Einerseits soll der verbleibende Raum Platz für die aufsteigende Seite nach der Fermentationsbelüftung bieten, und andererseits soll auch Pufferzeit für das Entschäumen gelassen werden.
Laborfermentationstanks verwenden normalerweise mechanisches Entschäumen und Entschäumungsmittel zum Entschäumen.
Mechanisches Entschäumen funktioniert nur bei großen Blasen, die zu Beginn der Fermentation entstehen, und hat keinen Einfluss auf fließenden Schaum. Daher wird es hauptsächlich mit Hilfsentschäumungsmitteln verwendet. Bei automatischen Entschäumungsfermentationstanks gibt es normalerweise einen Stromkreis, der durch ein Set von Entschäumungselektroden und Erdungssäulen auf dem Tankdeckel gebildet wird. Wenn der Schaum die Position der Entschäumungselektroden erreicht, wird ein elektrisches Signal zwischen den Entschäumungselektroden gebildet, und ein Frühwarnschalter wird ausgelöst. Das Signalsystem zeigt an, dass der Schaum im Tank zugenommen hat und ein Entschäumungsmittel hinzugefügt werden muss.
Inokulationsvolumen
Die geeignete Inokulationsmenge kann den Bakterien im Tank helfen, sich schnell zu vermehren und das Produkt zu fermentieren, und sie kann auch das Wachstum von Verunreinigungen reduzieren. Jedoch wird die normale Reproduktion des Produkts beeinträchtigt, wenn die Inokulationsmenge zu groß oder zu klein ist. Wenn die Inokulationsmenge zu groß ist, führt die übermäßige Bakterienmenge leicht zu unzureichendem Volumen im Fermentationstank, und die Synthese einer großen Anzahl von Metaboliten wird behindert.
Wenn die Inokulationsmenge zu gering ist, wird es an Kultur in der Fermentationsflüssigkeit mangeln, die Fermentationszeit wird verzögert und die Produktionseffizienz des Fermentationstanks wird stark reduziert. Korrekte Inokulationsmenge.
Die Bestimmung der Inokulationsmenge besteht tatsächlich darin, das Volumen der inokulierten Flüssigkeit und das nachfolgende Kulturflüssigkeitsvolumen gemäß dem angegebenen Prozentsatz zu bestätigen.
