生物発酵タンクの作動原理
生物発酵タンクは、エアノズルを使用して高速空気を霧化します。空気は気泡に分散されます。曝気側では、液体の平均密度が低下し、非曝気側では液体の密度が低下するため、曝気側の液体との密度差が生じ、発酵タンク内で液体循環が形成されます。
生物発酵タンクには多くの形態がありますが、より一般的なのは内部循環管型、外部循環管型、張力シリンダー型、垂直仕切り型です。タンクの外側には外部循環型の循環管が設計されており、タンクの内側には2つの内部循環管が設計されています。
生物発酵タンクでは、タンク内の液面は循環管出口の下および循環管出口の上にあります。生物発酵タンクの利点は、エネルギー消費が低く、液体中の揚げ物や魚の切り身の影響が小さく、構造がシンプルであることです。同じエネルギー消費で、その酸素伝達能力は従来の発酵タンクよりもはるかに高いです。
生物発酵タンクの主な利点
1. 生物発酵タンクの構造はシンプルで、基本原理は複雑ではなく、エネルギー消費はパドルリアクターよりも高いです。
2. 生産はガスの方向性循環に依存しています。非遠心ポンプ型の機械設備で、流れのパターンが決まっており、液体循環が強く、内部に可動部品がなく、せん断応力が小さく、エネルギー散逸が非常に均一です。従来の生物発酵タンクと比較して、これは特にせん断に敏感な材料にとって重要です。
3. 発酵タンクのガスと液体の流れ範囲は広いです。
4. 生物発酵タンクのガス供給効率は高いです。上昇管内の空気は、気泡反応器内の空気よりも多くなる可能性があり、これは有益です。好気性反応
5. 流動化は固体粒子である可能性があり、または重い粒子が完全に懸濁する可能性があります。
生物発酵タンクの滅菌方法
生物発酵タンクを滅菌する前に、生物発酵タンクに接続されたエアフィルターを通常、蒸気で滅菌し、空気で乾燥させる必要があります。タンクを滅菌する際は、まず給水パイプラインの汚水を排出して洗浄し、準備した培地を発酵タンクにポンプで送り、攪拌機を始動して滅菌を行います。
生物発酵タンクの滅菌のために、まず各排気バルブを開き、ジャケットまたはコイルに蒸気を導入して予熱し、タンク温度が80〜90に上昇するのを待ってから、排気バルブを徐々に閉じます。その後、空気入口、排出口、サンプリングポートから直接発酵タンクに蒸気を通し、タンク温度を118〜120に上昇させ、発酵タンクのタンク圧力を0.09〜0.1Mpa（ゲージ圧）に維持し、約30分間維持します。
空の発酵タンクの滅菌は、発酵タンク本体の滅菌です。空気滅菌中、タンク圧力は通常0.15〜0.2Mpaに維持され、タンク温度は125〜130で、30〜45分間維持されます。総蒸気圧は0.3〜0.35Mpa以上である必要があり、蒸気圧は0.25〜0.3MPa以上である必要があります。
現場滅菌とは、生産中にタンクの構造を変更せずに滅菌することを指し、一般的にオンライン蒸気滅菌が使用されます。オフライン滅菌は、発酵タンクを取り外して滅菌することと理解され、小型の発酵タンクは滅菌ボックスに移動して滅菌することができます。
重要なパラメータ制御
pH
発酵過程では、微生物細胞の繁殖、成長、および副産物の生成がpHに影響されるため、発酵液中のpH値は発酵過程における重要なパラメータの1つです。微生物が最適なpH範囲内で繁殖・成長し、最終的に目標代謝物を合成できるようにするためには、発酵過程でのpH値を厳密に制御する必要があります。
溶存酸素（DO）
溶存酸素は、微生物や細胞の発酵における好気性発酵システムの重要なパラメータの1つであり、発酵の安定性と生産コストに直接影響を与える可能性があります。酸素は水に溶けにくく、実験室の発酵槽内の発酵液や微生物代謝物が発酵過程で酸素の溶解度を低下させます。したがって、溶存酸素を制御することは、発酵における有益な代謝物を増加させるだけでなく、実験におけるコスト削減と効率向上のための良い解決策でもあります。
温度
実験室のガラス発酵槽が実験室の発酵ユーザーに好まれるもう一つの理由は、そのガラス材料が優れた電気的および熱的特性を持っていることであり、これは金属材料にはない利点です。
発酵槽の温度は、酵素の反応速度に影響を与えたり、細菌代謝物の合成方向を変えたり、微生物の代謝に影響を与えたりするなど、発酵プロセスの多くの部分に影響を与えます。
温度が高すぎると、菌株の代謝が加速し、細菌の老化が進み、場合によっては菌株が直接死滅することもあります。温度が低すぎると、細菌の代謝が遅くなり、製品の合成速度も低下し、生産に影響を与えます。
一部の菌株は、異なる温度で代謝経路を変え、対応する製品も異なります。発酵槽の最適な発酵温度は、細菌の成長に有利であるだけでなく、代謝物の合成にも役立ちます。
しかし、同じ微生物の中毒温度は異なり、培養条件には異なる条件が必要です。したがって、実験室の発酵槽の正常で安定した温度を維持することは、発酵の重要な部分です。
攪拌
磁気攪拌の適用: 科学研究機関や微生物学研究所、企業の生産に適しています。精密発酵試験と生産のための理想的な装置です。また、微生物発酵培地の配合のスクリーニングや長期微生物発酵にも適しています。
全自動機械攪拌発酵タンクの適用: 様々な
機械攪拌発酵タンクの適用: 様々な微生物発酵に適しています。この装置は、安定性が良く、操作が簡単であるという特徴があります。ユーザーは発酵プロセスに応じて、対応する構造と形状を選択できます。多重発酵には種タンクと発酵タンクが含まれます。
攪拌発酵タンクの基本構造は、タンク本体の上部または下部にタンク内に深く入る攪拌軸を取り付けることです。軸には2〜4枚の攪拌パドルが装備されます。攪拌は、タンク内の材料をよりよく混合し、固体と栄養素の接触を促進し、栄養吸収と代謝物の分散を容易にするのに十分です。
さらに、攪拌はタンクに入る空気を均一に分散させ、実験室の発酵タンク内のガスと液体の接触面積を増やし、酸素と発酵液の混合を促進します。
消泡
発酵中、発酵液中のタンパク質が多いため、換気や攪拌などの条件下で泡が生成されます。これは一般的な現象です。しかし、泡が増加してタンク全体に広がると、発酵液が発酵タンクから外に出てしまい、汚染の可能性が高まります。
実験室の発酵槽の消泡システムも正常な発酵を確保するための重要なリンクであり、非常に必要な部分です。まず初めに、タンク内の液体量が発酵槽の内部空間の4分の3を超えないようにする必要があります。一方で、残りのスペースは発酵換気後の上昇ページに余裕を持たせるためであり、他方で、消泡のためのバッファ時間を残すためでもあります。
実験室の発酵槽は通常、機械的消泡と消泡剤を使用して消泡します。
機械的消泡は、発酵の初期に生成される大きな泡にのみ作用し、流れる泡には効果がありません。したがって、主に補助消泡剤と併用されます。自動消泡発酵槽では、通常、タンクカバーに消泡電極と接地柱によって形成された回路があります。泡が消泡電極の位置に上昇すると、消泡電極間に電気信号が形成され、早期警告スイッチが発行されます。信号システムは、タンク内の泡が増加し、消泡剤を追加する必要があることを示します。
接種量
適切な接種量は、タンク内の細菌が迅速に繁殖し、製品を発酵させるのに役立ち、また不純物の成長を抑制することもできます。しかし、多すぎても少なすぎても、製品の正常な繁殖に影響を与えます。接種量が多すぎると、過剰な細菌が発酵タンクの体積不足を引き起こし、多くの代謝物の合成が妨げられます。
接種量が少なすぎると、発酵液の培養が不十分になり、発酵時間が遅れ、発酵タンクの生産効率が大幅に低下します。正しい接種量。
接種量の決定は、実際には指定された割合に従って接種液の体積とその後の培養液の体積を確認することです。
