Principe de fonctionnement de la cuve de fermentation biologique
La cuve de fermentation biologique utilise une buse d'air pour atomiser l'air à grande vitesse. L'air est dispersé en bulles. Du côté aéré, la densité moyenne du liquide est réduite, et du côté non aéré, la densité du liquide est réduite, de sorte qu'il y a une différence de densité avec le liquide du côté aéré, et une circulation de liquide est formée dans la cuve de fermentation.
Il existe de nombreuses formes de cuves de fermentation biologique, mais les plus courantes sont de type tube de circulation interne, de type tube de circulation externe, de type cylindre de tension et de type cloison verticale. L'extérieur de la cuve est conçu avec un tube de circulation de type externe, et l'intérieur de la cuve est conçu avec deux tubes de circulation internes.
Dans la cuve de fermentation biologique, le niveau de liquide dans la cuve est en dessous de la sortie du tube de circulation et au-dessus de la sortie du tube de circulation. Les avantages de la cuve de fermentation biologique sont une faible consommation d'énergie, un faible effet de friture et de filetage de poisson dans le liquide, et une structure simple. À la même consommation d'énergie, sa capacité de transmission d'oxygène est bien supérieure à celle des cuves de fermentation conventionnelles.
Les principaux avantages des cuves de fermentation biologique
1. La structure de la cuve de fermentation biologique est simple, le principe de base n'est pas compliqué, et la consommation d'énergie est plus élevée que celle du réacteur à palettes avec un réacteur à palettes
2. La production dépend de la circulation directionnelle du gaz. Équipement mécanique de type non pompe centrifuge, le modèle d'écoulement est déterminé, la circulation du liquide est forte, il n'y a pas de pièces mobiles à l'intérieur, le stress de cisaillement est faible, et la dissipation d'énergie est très uniforme. Comparé aux cuves de fermentation traditionnelles pour organismes, cela est particulièrement important pour les matériaux sensibles au cisaillement
3. La plage de débit de gaz et de liquide de la cuve de fermentation est large
4. L'efficacité de l'alimentation en gaz de la cuve de fermentation biologique est élevée. L'air dans le tube ascendant peut être supérieur à l'air dans le réacteur à bulles, ce qui est bénéfique. Réaction aérobie
5. La fluidisation peut être des particules solides, ou des particules lourdes peuvent être complètement suspendues
Méthode de stérilisation de la cuve de fermentation biologique
Avant de stériliser la cuve de fermentation biologique, le filtre à air connecté à la cuve de fermentation biologique doit généralement être stérilisé à la vapeur et séché à l'air. Lors de la stérilisation de la cuve, d'abord vidanger et rincer les eaux usées dans la conduite d'alimentation, puis pomper le milieu de culture préparé dans la cuve de fermentation, et démarrer l'agitateur pour la stérilisation.
Pour la stérilisation des cuves de fermentation biologique, ouvrez d'abord chaque vanne d'échappement, introduisez de la vapeur dans la chemise ou la bobine pour le préchauffage, et attendez que la température de la cuve atteigne 80~90, puis fermez progressivement la vanne d'échappement. Ensuite, passez directement de la vapeur dans la cuve de fermentation par l'entrée d'air, la sortie de décharge et le port d'échantillonnage, de sorte que la température de la cuve atteigne 118~120, et que la pression de la cuve de fermentation soit maintenue à 0,09~0,1Mpa (pression manométrique), et maintenez pendant environ 30 minutes.
La stérilisation des cuves de fermentation vides est la stérilisation du corps de la cuve de fermentation. Pendant la stérilisation à l'air, la pression de la cuve est généralement maintenue à 0,15~0,2Mpa, la température de la cuve est de 125~130, et elle est maintenue pendant 30~45 minutes ; la pression totale de la vapeur doit être d'au moins 0,3~0,35Mpa, et la pression de la vapeur doit être d'au moins 0,25~0,3MPa.
La stérilisation in situ se réfère à la stérilisation sans changer la structure de la cuve en production, et généralement la stérilisation à la vapeur en ligne est utilisée. La stérilisation hors ligne peut être comprise comme le retrait de la cuve de fermentation pour la stérilisation, et les petites cuves de fermentation peuvent être déplacées dans la boîte de stérilisation pour la stérilisation.
Contrôle des paramètres importants
pH
Dans le processus de fermentation, la reproduction, la croissance et la production de sous-produits des cellules microbiennes sont affectées par le pH, de sorte que la valeur du pH dans le bouillon de fermentation est l'un des paramètres importants du processus de fermentation. Afin de permettre aux micro-organismes de se reproduire et de croître dans la plage de pH optimale et de synthétiser finalement les métabolites cibles, la valeur du pH dans le processus de fermentation doit être strictement contrôlée.
Oxygène dissous (OD)
L'oxygène dissous est l'un des paramètres clés dans les systèmes de fermentation aérobie dans la fermentation de micro-organismes et de cellules, ce qui peut affecter directement la stabilité et le coût de production de la fermentation. L'oxygène n'est pas facilement soluble dans l'eau, et le bouillon de fermentation et les métabolites microbiens dans le fermenteur de laboratoire réduiront la solubilité de l'oxygène dans le processus de fermentation. Par conséquent, contrôler l'oxygène dissous n'est pas seulement pour augmenter les métabolites bénéfiques dans la fermentation, mais aussi une bonne solution pour réduire les coûts et augmenter l'efficacité dans les expériences.
Température
Une autre raison pour laquelle les fermenteurs en verre de laboratoire sont prisés par les utilisateurs de fermentation en laboratoire est que leur matériau en verre possède de bonnes propriétés électriques et thermiques, ce qui est un avantage que les matériaux métalliques ne peuvent égaler.
La température du fermenteur affectera de nombreuses parties du processus de fermentation, comme le taux de réaction des enzymes, le changement de direction de la synthèse des métabolites bactériens, l'affectation du métabolisme microbien, etc.
Une température trop élevée accélérera le métabolisme de la souche et le vieillissement des bactéries, et peut même tuer directement la souche. Une température trop basse ralentira le métabolisme des bactéries, et le taux de synthèse du produit diminuera également, affectant ainsi la production.
Certaines souches changeront leurs voies métaboliques à différentes températures, et les produits correspondants seront également différents. La température de fermentation optimale du fermenteur est non seulement bénéfique à la croissance des bactéries, mais aide également à la synthèse des métabolites.
Cependant, la température d'intoxication du même microorganisme est différente, et les conditions de culture nécessitent des conditions différentes. Par conséquent, comment maintenir la température normale et stable du fermenteur de laboratoire est une partie importante de la fermentation.
Agitation
Application d'agitation magnétique : Convient aux instituts de recherche scientifique et aux laboratoires de microbiologie et à la production d'entreprises. C'est un équipement idéal pour les tests de fermentation de précision et la production. Il est également adapté au criblage des formules de milieu de fermentation microbienne et à la fermentation microbienne à long terme.
Application de réservoir de fermentation à agitation mécanique entièrement automatique : Convient à diverses
Application de réservoir de fermentation à agitation mécanique : Convient à diverses fermentations microbiennes. L'équipement a les caractéristiques de bonne stabilité et de facilité d'utilisation. Les utilisateurs peuvent choisir la structure et la forme correspondantes selon le processus de fermentation. La multi-fermentation contient des réservoirs de semences et des réservoirs de fermentation.
La structure de base du réservoir de fermentation à agitation est d'installer un arbre d'agitation qui pénètre profondément dans le réservoir sur le dessus ou le bas du corps du réservoir. Deux à quatre pales d'agitation seront équipées sur l'arbre. L'agitation vise à mieux mélanger les matériaux dans le réservoir, ce qui est propice au contact entre les solides et les nutriments, et est suffisant pour faciliter l'absorption des nutriments et la dispersion des métabolites.
De plus, l'agitation peut également disperser l'air entrant dans le réservoir de manière uniforme, augmenter la surface de contact gaz-liquide dans le réservoir de fermentation de laboratoire, et est propice au mélange de l'oxygène et du liquide de fermentation.
Défoulement
Lors de la fermentation, en raison de la grande quantité de protéines dans le liquide de fermentation, de la mousse sera générée dans des conditions telles que la ventilation et l'agitation. C'est un phénomène courant. Cependant, si la mousse augmente jusqu'à se répandre dans tout le réservoir, le liquide de fermentation sortira du réservoir de fermentation, augmentant ainsi la possibilité de contamination.
Le système de défoulement dans le fermenteur de laboratoire est également un lien important pour assurer la fermentation normale, et c'est une partie très nécessaire. Tout d'abord, au début, il est nécessaire de s'assurer que la quantité de liquide dans le réservoir ne dépasse pas les trois quarts de l'espace interne du fermenteur. D'une part, l'espace restant est pour donner de la place à la page montante après la ventilation de fermentation, et d'autre part, c'est aussi pour laisser du temps tampon pour le défoulement.
Les réservoirs de fermentation de laboratoire utilisent généralement le défoulement mécanique et les agents de défoulement pour défoamer.
Le défoulement mécanique ne fonctionne que sur les grandes bulles générées au début de la fermentation, et n'a aucun effet sur la mousse en écoulement. Par conséquent, il est principalement utilisé avec des agents de défoulement auxiliaires. Pour les réservoirs de fermentation à défoulement automatique, il y a généralement un circuit formé par un ensemble d'électrodes de défoulement et de colonnes de mise à la terre sur le couvercle du réservoir. Lorsque la mousse monte à la position des électrodes de défoulement, un signal électrique sera formé entre les électrodes de défoulement, et un interrupteur d'alerte précoce sera émis. Le système de signal indique que la mousse dans le réservoir a augmenté et qu'un agent de défoulement doit être ajouté.
Volume d'inoculation
La quantité d'inoculation appropriée peut aider les bactéries dans le réservoir à se reproduire et à fermenter le produit rapidement, et elle peut également réduire la croissance des impuretés. Cependant, trop ou trop peu affectera la reproduction normale du produit. Lorsque la quantité d'inoculation est trop grande, l'excès de bactéries entraînera facilement un volume insuffisant dans le réservoir de fermentation, et la synthèse d'un grand nombre de métabolites sera entravée.
Si la quantité d'inoculation est trop faible, il y aura une culture insuffisante dans le liquide de fermentation, le temps de fermentation sera retardé et l'efficacité de production du réservoir de fermentation sera grandement réduite. Quantité d'inoculation correcte.
La détermination de la quantité d'inoculation consiste en fait à confirmer le volume du liquide inoculé et le volume du liquide de culture ultérieur selon le pourcentage spécifié.
