Prinsip kerja tangki fermentasi biologis
Tangki fermentasi biologis menggunakan nosel udara untuk mengatomisasi udara berkecepatan tinggi. Udara tersebar dalam gelembung. Di sisi yang diaerasi, kepadatan rata-rata cairan berkurang, dan di sisi yang tidak diaerasi, kepadatan cairan berkurang, sehingga terdapat perbedaan kepadatan dengan cairan di sisi yang diaerasi, dan sirkulasi cairan terbentuk dalam tangki fermentasi.
Ada banyak bentuk tangki fermentasi biologis, tetapi yang lebih umum adalah tipe tabung sirkulasi internal, tipe tabung sirkulasi eksternal, tipe silinder tegangan, dan tipe partisi vertikal. Bagian luar tangki dirancang dengan tabung sirkulasi tipe sirkulasi eksternal, dan bagian dalam tangki dirancang dengan dua tabung sirkulasi internal.
Dalam tangki fermentasi biologis, tingkat cairan dalam tangki berada di bawah outlet tabung sirkulasi dan di atas outlet tabung sirkulasi. Keuntungan dari tangki fermentasi biologis adalah konsumsi energi yang rendah, efek penggorengan dan pemotongan ikan dalam cairan kecil, dan struktur sederhana. Pada konsumsi energi yang sama, kapasitas transmisi oksigennya jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tangki fermentasi konvensional.
Keuntungan utama dari tangki fermentasi biologis
1. Struktur tangki fermentasi biologis sederhana, prinsip dasarnya tidak rumit, dan konsumsi energinya lebih tinggi dibandingkan dengan reaktor dayung dengan reaktor dayung
2. Produksi bergantung pada sirkulasi gas yang terarah. Peralatan mekanis tipe non-pompa sentrifugal, pola aliran ditentukan, sirkulasi cairan kuat, tidak ada bagian yang bergerak di dalamnya, tegangan geser kecil, dan disipasi energi sangat merata. Dibandingkan dengan tangki fermentasi tradisional untuk organisme, ini sangat penting untuk bahan yang sensitif terhadap geser
3. Rentang aliran gas dan cairan dalam tangki fermentasi luas
4. Efisiensi pasokan gas dari tangki fermentasi biologis tinggi. Udara dalam riser dapat lebih besar dari udara dalam reaktor gelembung, yang menguntungkan. Reaksi aerobik
5. Fluidisasi dapat berupa partikel padat, atau partikel berat dapat sepenuhnya tersuspensi
Metode sterilisasi tangki fermentasi biologis
Sebelum mensterilkan tangki fermentasi biologis, filter udara yang terhubung ke tangki fermentasi biologis biasanya harus disterilkan dengan uap dan dikeringkan dengan udara. Saat mensterilkan tangki, pertama-tama tiriskan dan bilas limbah di saluran pipa umpan, lalu pompa media kultur yang telah disiapkan ke dalam tangki fermentasi, dan mulai pengaduk untuk sterilisasi.
Untuk sterilisasi tangki fermentasi biologis, pertama buka setiap katup pembuangan, masukkan uap ke dalam jaket atau koil untuk pemanasan awal, dan tunggu hingga suhu tangki naik menjadi 80~90, dan secara bertahap tutup katup pembuangan. Kemudian, langsung masukkan uap ke dalam tangki fermentasi dari saluran masuk udara, saluran pembuangan, dan saluran pengambilan sampel, sehingga suhu tangki naik menjadi 118~120, dan tekanan tangki fermentasi dipertahankan pada 0,09~0,1Mpa (tekanan pengukur), dan dipertahankan selama sekitar 30 menit.
Sterilisasi tangki fermentasi kosong adalah sterilisasi badan tangki fermentasi. Selama sterilisasi udara, tekanan tangki umumnya dipertahankan pada 0,15~0,2Mpa, suhu tangki adalah 125~130, dan dipertahankan selama 30~45 menit; tekanan uap total harus tidak kurang dari 0,3~0,35Mpa, dan tekanan uap harus tidak kurang dari 0,25~0,3MPa.
Sterilisasi in-situ mengacu pada sterilisasi tanpa mengubah struktur tangki dalam produksi, dan umumnya digunakan sterilisasi uap online. Sterilisasi offline dapat dipahami sebagai mengeluarkan tangki fermentasi untuk sterilisasi, dan tangki fermentasi kecil dapat dipindahkan ke kotak sterilisasi untuk sterilisasi.
Kontrol parameter penting
PH
Dalam proses fermentasi, reproduksi, pertumbuhan, dan produksi produk sampingan sel mikroba dipengaruhi oleh pH, sehingga nilai pH dalam kaldu fermentasi adalah salah satu parameter penting dalam proses fermentasi. Untuk memungkinkan mikroorganisme bereproduksi dan tumbuh dalam rentang pH optimal dan akhirnya mensintesis metabolit target, nilai pH dalam proses fermentasi harus dikontrol dengan ketat.
Oksigen Terlarut (DO)
Oksigen terlarut adalah salah satu parameter kunci dalam sistem fermentasi aerobik dalam fermentasi mikroorganisme dan sel, yang dapat secara langsung mempengaruhi stabilitas dan biaya produksi fermentasi. Oksigen tidak mudah larut dalam air, dan kaldu fermentasi serta metabolit mikroba dalam fermentor laboratorium akan mengurangi kelarutan oksigen dalam proses fermentasi. Oleh karena itu, mengontrol oksigen terlarut tidak hanya untuk meningkatkan metabolit yang menguntungkan dalam fermentasi, tetapi juga solusi yang baik untuk mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi dalam eksperimen.
Suhu
Alasan lain mengapa fermentor kaca laboratorium disukai oleh pengguna fermentasi laboratorium adalah karena bahan kaca mereka memiliki sifat listrik dan termal yang baik, yang merupakan keunggulan yang tidak dapat ditandingi oleh bahan logam.
Suhu fermenter akan mempengaruhi banyak bagian dari proses fermentasi, seperti mempengaruhi laju reaksi enzim, mengubah arah sintesis metabolit bakteri, mempengaruhi metabolisme mikroba, dll.
Suhu yang terlalu tinggi akan mempercepat metabolisme strain dan penuaan bakteri, dan bahkan dapat membunuh strain secara langsung. Suhu yang terlalu rendah akan memperlambat metabolisme bakteri, dan laju sintesis produk juga akan menurun, sehingga mempengaruhi produksi.
Beberapa strain akan mengubah jalur metabolisme mereka pada suhu yang berbeda, dan produk yang sesuai juga akan berbeda. Suhu fermentasi optimal dari fermenter tidak hanya bermanfaat bagi pertumbuhan bakteri, tetapi juga membantu sintesis metabolit.
Namun, suhu intoksikasi dari mikroorganisme yang sama berbeda, dan kondisi kultur memerlukan kondisi yang berbeda. Oleh karena itu, bagaimana menjaga suhu normal dan stabil dari fermenter laboratorium adalah bagian penting dari fermentasi.
Pengadukan
Aplikasi pengadukan magnetik: Cocok untuk lembaga penelitian ilmiah dan laboratorium mikrobiologi serta produksi perusahaan. Ini adalah peralatan ideal untuk pengujian fermentasi presisi dan produksi. Ini juga cocok untuk penyaringan formula media fermentasi mikroba dan fermentasi mikroba jangka panjang.
Aplikasi tangki fermentasi pengadukan mekanis otomatis sepenuhnya: Cocok untuk berbagai
aplikasi tangki fermentasi pengadukan mekanis: Cocok untuk berbagai fermentasi mikroba. Peralatan ini memiliki karakteristik stabilitas yang baik dan mudah dioperasikan. Pengguna dapat memilih struktur dan bentuk yang sesuai sesuai dengan proses fermentasi. Multi-fermentasi mengandung tangki benih dan tangki fermentasi.
Struktur dasar tangki fermentasi pengadukan adalah memasang poros pengadukan yang masuk ke dalam tangki di bagian atas atau bawah badan tangki. Dua hingga empat dayung pengadukan akan dilengkapi pada poros. Pengadukan bertujuan untuk mencampur bahan dalam tangki dengan lebih baik, yang mendukung kontak antara padatan dan nutrisi, dan cukup untuk memfasilitasi penyerapan nutrisi dan dispersi metabolit.
Selain itu, pengadukan juga dapat menyebarkan udara yang masuk ke dalam tangki secara merata, meningkatkan area kontak gas-cair dalam tangki fermentasi laboratorium, dan mendukung pencampuran oksigen dan cairan fermentasi.
Defoaming
Selama fermentasi, karena jumlah protein yang besar dalam cairan fermentasi, busa akan dihasilkan dalam kondisi seperti ventilasi dan pengadukan. Ini adalah fenomena umum. Namun, jika busa meningkat hingga menyebar ke seluruh tangki, cairan fermentasi akan keluar dari tangki fermentasi, sehingga meningkatkan kemungkinan kontaminasi.
Sistem defoaming dalam fermenter laboratorium juga merupakan tautan penting untuk memastikan fermentasi normal, dan ini adalah bagian yang sangat diperlukan. Pertama-tama, pada tahap awal, perlu dipastikan bahwa jumlah cairan dalam tangki tidak melebihi tiga perempat dari ruang internal fermenter. Di satu sisi, ruang yang tersisa adalah untuk memberikan ruang bagi halaman yang naik setelah ventilasi fermentasi, dan di sisi lain, juga untuk memberikan waktu buffer untuk defoaming.
Tangki fermentasi laboratorium biasanya menggunakan defoaming mekanis dan agen defoaming untuk menghilangkan busa.
Defoaming mekanis hanya bekerja pada gelembung besar yang dihasilkan pada awal fermentasi, dan tidak berpengaruh pada busa yang mengalir. Oleh karena itu, ini terutama digunakan dengan agen defoaming tambahan. Untuk tangki fermentasi defoaming otomatis, biasanya ada sirkuit yang dibentuk oleh satu set elektroda defoaming dan kolom pembumian pada penutup tangki. Ketika busa naik ke posisi elektroda defoaming, sinyal listrik akan terbentuk antara elektroda defoaming, dan sakelar peringatan dini akan dikeluarkan. Sistem sinyal menunjukkan bahwa busa dalam tangki telah meningkat dan agen defoaming perlu ditambahkan.
Volume inokulasi
Jumlah inokulasi yang tepat dapat membantu bakteri dalam tangki untuk bereproduksi dan memfermentasi produk dengan cepat, dan juga dapat mengurangi pertumbuhan kotoran. Namun, terlalu banyak atau terlalu sedikit akan mempengaruhi reproduksi normal produk. Ketika jumlah inokulasi terlalu besar, bakteri yang berlebihan akan dengan mudah menyebabkan volume yang tidak mencukupi dalam tangki fermentasi, dan sintesis sejumlah besar metabolit akan terhambat.
Jika jumlah inokulasi terlalu kecil, akan ada kultur yang tidak mencukupi dalam cairan fermentasi, waktu fermentasi akan tertunda, dan efisiensi produksi tangki fermentasi akan sangat berkurang. Koreksi jumlah inokulasi.
Penentuan jumlah inokulasi sebenarnya adalah untuk mengkonfirmasi volume cairan yang diinokulasi dan volume cairan kultur berikutnya sesuai dengan persentase yang ditentukan.
