Principio di funzionamento del serbatoio di fermentazione biologica
Il serbatoio di fermentazione biologica utilizza un ugello d'aria per atomizzare l'aria ad alta velocità. L'aria è dispersa in bolle. Sul lato aerato, la densità media del liquido è ridotta, e sul lato non aerato, la densità del liquido è ridotta, in modo che ci sia una differenza di densità con il liquido sul lato aerato, e si formi una circolazione di liquido nel serbatoio di fermentazione.
Ci sono molte forme di serbatoi di fermentazione biologica, ma le più comuni sono il tipo a tubo di circolazione interna, il tipo a tubo di circolazione esterna, il tipo a cilindro di tensione e il tipo a partizione verticale. L'esterno del serbatoio è progettato con un tubo di circolazione di tipo esterno, e l'interno del serbatoio è progettato con due tubi di circolazione interna.
Nel serbatoio di fermentazione biologica, il livello del liquido nel serbatoio è al di sotto dell'uscita del tubo di circolazione e al di sopra dell'uscita del tubo di circolazione. I vantaggi del serbatoio di fermentazione biologica sono il basso consumo energetico, il piccolo effetto di frittura e filettatura del pesce nel liquido, e la struttura semplice. Allo stesso consumo energetico, la sua capacità di trasmissione dell'ossigeno è molto più alta di quella dei serbatoi di fermentazione convenzionali.
I principali vantaggi dei serbatoi di fermentazione biologica
1. La struttura del serbatoio di fermentazione biologica è semplice, il principio di base non è complicato, e il consumo energetico è superiore a quello del reattore a pale con un reattore a pale
2. La produzione dipende dalla circolazione direzionale del gas. Attrezzature meccaniche di tipo non a pompa centrifuga, il modello di flusso è determinato, la circolazione del liquido è forte, non ci sono parti mobili all'interno, lo stress di taglio è piccolo, e la dissipazione di energia è molto uniforme. Rispetto ai tradizionali serbatoi di fermentazione per organismi, questo è particolarmente importante per i materiali sensibili al taglio
3. L'intervallo di flusso di gas e liquido del serbatoio di fermentazione è ampio
4. L'efficienza di fornitura di gas del serbatoio di fermentazione biologica è alta. L'aria nel riser può essere maggiore dell'aria nel reattore a bolle, il che è vantaggioso. Reazione aerobica
5. La fluidizzazione può essere di particelle solide, o particelle pesanti possono essere completamente sospese
Metodo di sterilizzazione del serbatoio di fermentazione biologica
Prima di sterilizzare il serbatoio di fermentazione biologica, il filtro dell'aria collegato al serbatoio di fermentazione biologica dovrebbe solitamente essere sterilizzato con vapore e asciugato con aria. Durante la sterilizzazione del serbatoio, prima drenare e sciacquare le acque reflue nella tubazione di alimentazione, quindi pompare il mezzo di coltura preparato nel serbatoio di fermentazione e avviare l'agitatore per la sterilizzazione.
Per la sterilizzazione dei serbatoi di fermentazione biologica, aprire prima ogni valvola di scarico, introdurre vapore nella giacca o nella serpentina per il preriscaldamento e attendere che la temperatura del serbatoio salga a 80~90, e chiudere gradualmente la valvola di scarico. Quindi, passare direttamente il vapore nel serbatoio di fermentazione dall'ingresso dell'aria, dal porto di scarico e dal porto di campionamento, in modo che la temperatura del serbatoio salga a 118~120, e la pressione del serbatoio del serbatoio di fermentazione sia mantenuta a 0,09~0,1Mpa (pressione manometrica), e mantenere per circa 30 minuti.
La sterilizzazione dei serbatoi di fermentazione vuoti è la sterilizzazione del corpo del serbatoio di fermentazione. Durante la sterilizzazione dell'aria, la pressione del serbatoio è generalmente mantenuta a 0,15~0,2Mpa, la temperatura del serbatoio è 125~130, e viene mantenuta per 30~45 minuti; la pressione totale del vapore è richiesta non inferiore a 0,3~0,35Mpa, e la pressione del vapore è richiesta non inferiore a 0,25~0,3MPa.
La sterilizzazione in situ si riferisce alla sterilizzazione senza modificare la struttura del serbatoio in produzione, e generalmente viene utilizzata la sterilizzazione a vapore online. La sterilizzazione offline può essere intesa come la rimozione del serbatoio di fermentazione per la sterilizzazione, e i piccoli serbatoi di fermentazione possono essere spostati nella scatola di sterilizzazione per la sterilizzazione.
Controllo dei parametri importanti
PH
Nel processo di fermentazione, la riproduzione, la crescita e la produzione di sottoprodotti delle cellule microbiche sono influenzate dal pH, quindi il valore del pH nel brodo di fermentazione è uno dei parametri importanti nel processo di fermentazione. Per consentire ai microrganismi di riprodursi e crescere entro l'intervallo di pH ottimale e sintetizzare infine i metaboliti target, il valore del pH nel processo di fermentazione deve essere strettamente controllato.
Ossigeno disciolto (DO)
L'ossigeno disciolto è uno dei parametri chiave nei sistemi di fermentazione aerobica nella fermentazione di microrganismi e cellule, che può influenzare direttamente la stabilità e il costo di produzione della fermentazione. L'ossigeno non è facilmente solubile in acqua, e il brodo di fermentazione e i metaboliti microbici nel fermentatore di laboratorio ridurranno la solubilità dell'ossigeno nel processo di fermentazione. Pertanto, controllare l'ossigeno disciolto non è solo per aumentare i metaboliti benefici nella fermentazione, ma anche una buona soluzione per ridurre i costi e aumentare l'efficienza negli esperimenti.
Temperatura
Un altro motivo per cui i fermentatori in vetro da laboratorio sono favoriti dagli utenti di fermentazione in laboratorio è che il loro materiale in vetro ha buone proprietà elettriche e termiche, che è un vantaggio che i materiali metallici non possono eguagliare.
La temperatura del fermentatore influenzerà molte parti del processo di fermentazione, come influenzare la velocità di reazione degli enzimi, cambiare la direzione di sintesi dei metaboliti batterici, influenzare il metabolismo microbico, ecc.
Una temperatura troppo alta accelererà il metabolismo del ceppo e l'invecchiamento dei batteri e potrebbe persino uccidere direttamente il ceppo. Una temperatura troppo bassa rallenterà il metabolismo dei batteri e anche la velocità di sintesi del prodotto diminuirà, influenzando così la produzione.
Alcuni ceppi cambieranno i loro percorsi metabolici a temperature diverse e anche i prodotti corrispondenti saranno diversi. La temperatura di fermentazione ottimale del fermentatore non è solo benefica per la crescita dei batteri, ma aiuta anche la sintesi dei metaboliti.
Tuttavia, la temperatura di intossicazione dello stesso microrganismo è diversa e le condizioni di coltura richiedono condizioni diverse. Pertanto, come mantenere la temperatura normale e stabile del fermentatore da laboratorio è una parte importante della fermentazione.
Agitazione
Applicazione di agitazione magnetica: Adatto per istituti di ricerca scientifica e laboratori microbiologici e produzione di imprese. È un'attrezzatura ideale per test di fermentazione di precisione e produzione. È anche adatto per lo screening delle formule del mezzo di fermentazione microbica e per la fermentazione microbica a lungo termine.
Applicazione del serbatoio di fermentazione con agitazione meccanica completamente automatica: Adatto per varie
applicazione del serbatoio di fermentazione con agitazione meccanica: Adatto per varie fermentazioni microbiche. L'attrezzatura ha le caratteristiche di buona stabilità e facile operazione. Gli utenti possono scegliere la struttura e la forma corrispondenti in base al processo di fermentazione. La multi-fermentazione contiene serbatoi di semi e serbatoi di fermentazione.
La struttura di base del serbatoio di fermentazione con agitazione è quella di installare un albero di agitazione che penetra nel serbatoio sulla parte superiore o inferiore del corpo del serbatoio. Sull'albero saranno montate da due a quattro pale di agitazione. L'agitazione serve a mescolare meglio i materiali nel serbatoio, il che è favorevole al contatto tra solidi e nutrienti ed è sufficiente per facilitare l'assorbimento dei nutrienti e la dispersione dei metaboliti.
Inoltre, l'agitazione può anche disperdere uniformemente l'aria che entra nel serbatoio, aumentare l'area di contatto gas-liquido nel serbatoio di fermentazione da laboratorio ed è favorevole alla miscelazione dell'ossigeno e del liquido di fermentazione.
Defoamazione
Durante la fermentazione, a causa della grande quantità di proteine nel liquido di fermentazione, si genererà schiuma in condizioni come ventilazione e agitazione. Questo è un fenomeno comune. Tuttavia, se la schiuma aumenta fino a diffondersi in tutto il serbatoio, il liquido di fermentazione uscirà dal serbatoio di fermentazione, aumentando così la possibilità di contaminazione.
Il sistema di defoamazione nel fermentatore da laboratorio è anche un collegamento importante per garantire la normale fermentazione ed è una parte molto necessaria. Innanzitutto, nella fase iniziale, è necessario garantire che la quantità di liquido nel serbatoio non superi i tre quarti dello spazio interno del fermentatore. Da un lato, lo spazio rimanente serve a dare spazio alla pagina in aumento dopo la ventilazione della fermentazione, e dall'altro serve anche a lasciare tempo di buffer per la defoamazione.
I serbatoi di fermentazione da laboratorio di solito utilizzano defoamazione meccanica e agenti defoamanti per defoamare.
La defoamazione meccanica funziona solo sulle grandi bolle generate all'inizio della fermentazione e non ha effetto sulla schiuma fluente. Pertanto, viene utilizzata principalmente con agenti defoamanti ausiliari. Per i serbatoi di fermentazione a defoamazione automatica, di solito c'è un circuito formato da un set di elettrodi defoamanti e colonne di messa a terra sul coperchio del serbatoio. Quando la schiuma sale alla posizione degli elettrodi defoamanti, si formerà un segnale elettrico tra gli elettrodi defoamanti e verrà emesso un interruttore di allarme precoce. Il sistema di segnalazione indica che la schiuma nel serbatoio è aumentata e che è necessario aggiungere un agente defoamante.
Volume di inoculo
La quantità di inoculo appropriata può aiutare i batteri nel serbatoio a riprodursi e fermentare rapidamente il prodotto e può anche ridurre la crescita delle impurità. Tuttavia, troppo o troppo poco influenzerà la normale riproduzione del prodotto. Quando la quantità di inoculo è troppo grande, i batteri eccessivi porteranno facilmente a un volume insufficiente nel serbatoio di fermentazione e la sintesi di un gran numero di metaboliti sarà ostacolata.
Se la quantità di inoculo è troppo piccola, ci sarà una coltura insufficiente nel liquido di fermentazione, il tempo di fermentazione sarà ritardato e l'efficienza produttiva del serbatoio di fermentazione sarà notevolmente ridotta. Corretta quantità di inoculo.
La determinazione della quantità di inoculo è in realtà confermare il volume del liquido inoculato e il volume del liquido di coltura successivo secondo la percentuale specificata.
