Werkingsprincipe van biologische fermentatietank
De biologische fermentatietank gebruikt een luchtmondstuk om hogesnelheidslucht te vernevelen. De lucht wordt verspreid in bellen. Aan de beluchte zijde wordt de gemiddelde dichtheid van de vloeistof verminderd, en aan de niet-beluchte zijde wordt de dichtheid van de vloeistof verminderd, zodat er een verschil in dichtheid ontstaat met de vloeistof aan de beluchte zijde, en er een vloeistofcirculatie wordt gevormd in de fermentatietank.
Er zijn veel vormen van biologische fermentatietanks, maar de meer gebruikelijke zijn interne circulatiebuis type, externe circulatiebuis type, spanningscilinder type en verticaal scheidingswand type. De buitenkant van de tank is ontworpen met een externe circulatie type circulatiebuis, en de binnenkant van de tank is ontworpen met twee interne circulatiebuizen.
In de biologische fermentatietank bevindt het vloeistofniveau in de tank zich onder de uitlaat van de circulatiebuis en boven de uitlaat van de circulatiebuis. De voordelen van de biologische fermentatietank zijn een laag energieverbruik, een klein effect van frituren en visfilet in de vloeistof, en een eenvoudige structuur. Bij hetzelfde energieverbruik is de zuurstofoverdrachtcapaciteit veel hoger dan die van conventionele fermentatietanks.
De belangrijkste voordelen van biologische fermentatietanks
1. De structuur van de biologische fermentatietank is eenvoudig, het basisprincipe is niet ingewikkeld, en het energieverbruik is hoger dan dat van de peddelreactor met een peddelreactor
2. De productie hangt af van de gerichte circulatie van het gas. Niet-centrifugaalpomp-type mechanische apparatuur, het stromingspatroon is bepaald, de vloeistofcirculatie is sterk, er zijn geen bewegende delen binnenin, de schuifspanning is klein, en de energiedissipatie is zeer uniform. Vergeleken met traditionele fermentatietanks voor organismen, is dit vooral belangrijk voor schuifgevoelige materialen
3. Het gas- en vloeistofstroomgebied van de fermentatietank is breed
4. De gastoevoer efficiëntie van de biologische fermentatietank is hoog. De lucht in de stijgbuis kan groter zijn dan de lucht in de borrelreactor, wat gunstig is. Aerobe reactie
5. Fluidisatie kan vaste deeltjes zijn, of zware deeltjes kunnen volledig worden gesuspendeerd
Sterilisatiemethode van biologische fermentatietank
Voordat de biologische fermentatietank wordt gesteriliseerd, moet het luchtfilter dat op de biologische fermentatietank is aangesloten, meestal worden gesteriliseerd met stoom en worden drooggeblazen met lucht. Bij het steriliseren van de tank, eerst het afvalwater in de toevoerleiding afvoeren en doorspoelen, vervolgens het voorbereide kweekmedium in de fermentatietank pompen en de roerder starten voor sterilisatie.
Voor sterilisatie van biologische fermentatietanks, open eerst elke uitlaatklep, introduceer stoom in de mantel of spoel voor voorverwarming, en wacht tot de tanktemperatuur stijgt tot 80~90, en sluit geleidelijk de uitlaatklep. Voer vervolgens direct stoom in de fermentatietank via de luchtinlaat, afvoerpoort en monsternamepoort, zodat de tanktemperatuur stijgt tot 118~120, en de tankdruk van de fermentatietank wordt gehandhaafd op 0,09~0,1Mpa (manometerdruk), en houd dit ongeveer 30 minuten aan.
Sterilisatie van lege fermentatietanks is de sterilisatie van het fermentatietanklichaam. Tijdens luchtsterilisatie wordt de tankdruk meestal gehandhaafd op 0,15~0,2Mpa, de tanktemperatuur is 125~130, en het wordt 30~45 minuten aangehouden; de totale stoomdruk moet niet minder zijn dan 0,3~0,35Mpa, en de stoomdruk moet niet minder zijn dan 0,25~0,3MPa.
In-situ sterilisatie verwijst naar sterilisatie zonder de structuur van de tank in productie te veranderen, en over het algemeen wordt online stoomsterilisatie gebruikt. Offline sterilisatie kan worden begrepen als het verwijderen van de fermentatietank voor sterilisatie, en kleine fermentatietanks kunnen naar de sterilisatiebox worden verplaatst voor sterilisatie.
Belangrijke parametercontrole
pH
In het fermentatieproces worden de reproductie, groei en productie van bijproducten van microbiële cellen beïnvloed door pH, dus de pH-waarde in de fermentatiebouillon is een van de belangrijke parameters in het fermentatieproces. Om micro-organismen binnen het optimale pH-bereik te laten reproduceren en groeien en uiteindelijk de doelmetabolieten te synthetiseren, moet de pH-waarde in het fermentatieproces strikt worden gecontroleerd.
Opgeloste Zuurstof (DO)
Opgeloste zuurstof is een van de sleutelparameters in aerobe fermentatiesystemen bij de fermentatie van micro-organismen en cellen, wat direct de stabiliteit en productiekosten van fermentatie kan beïnvloeden. Zuurstof is niet gemakkelijk oplosbaar in water, en de fermentatiebouillon en microbiële metabolieten in de laboratoriumfermentor zullen de oplosbaarheid van zuurstof in het fermentatieproces verminderen. Daarom is het beheersen van opgeloste zuurstof niet alleen om de gunstige metabolieten in fermentatie te verhogen, maar ook een goede oplossing voor het verlagen van kosten en het verhogen van de efficiëntie in experimenten.
Temperatuur
Een andere reden waarom laboratoriumglasfermentoren worden geprefereerd door laboratoriumfermentatiegebruikers is dat hun glasmateriaal goede elektrische en thermische eigenschappen heeft, wat een voordeel is dat metalen materialen niet kunnen evenaren.
De temperatuur van de fermentor zal veel delen van het fermentatieproces beïnvloeden, zoals het beïnvloeden van de reactiesnelheid van enzymen, het veranderen van de syntheserichting van bacteriële metabolieten, het beïnvloeden van microbiële metabolisme, enz.
Te hoge temperatuur zal het metabolisme van de stam versnellen en de veroudering van de bacteriën, en kan zelfs de stam direct doden. Te lage temperatuur zal het metabolisme van de bacteriën vertragen, en de syntheserate van het product zal ook afnemen, waardoor de productie wordt beïnvloed.
Sommige stammen zullen hun metabolische routes veranderen bij verschillende temperaturen, en de overeenkomstige producten zullen ook anders zijn. De optimale fermentatietemperatuur van de fermentor is niet alleen gunstig voor de groei van bacteriën, maar helpt ook bij de synthese van metabolieten.
Echter, de intoxicatietemperatuur van hetzelfde micro-organisme is anders, en de cultuurvoorwaarden vereisen verschillende omstandigheden. Daarom is het handhaven van de normale en stabiele temperatuur van de laboratoriumfermentor een belangrijk onderdeel van fermentatie.
Roeren
Magnetische roertoepassing: Geschikt voor wetenschappelijke onderzoeksinstituten en microbiologische laboratoria en productie van ondernemingen. Het is een ideale apparatuur voor precisiefermentatietesten en productie. Het is ook geschikt voor de screening van microbiële fermentatiemediaformules en langdurige microbiële fermentatie.
Volledig automatische mechanische roertanktoepassing: Geschikt voor verschillende
mechanische roertanktoepassing: Geschikt voor verschillende microbiële fermentaties. De apparatuur heeft de kenmerken van goede stabiliteit en eenvoudige bediening. Gebruikers kunnen de overeenkomstige structuur en vorm kiezen volgens het fermentatieproces. Multi-fermentatie bevat zaadtanks en fermentatietanks.
De basisstructuur van de roertank is om een roeras te installeren dat diep in de tank gaat aan de boven- of onderkant van de tank. Twee tot vier roerbladen zullen op de as worden uitgerust. Het roeren is om de materialen in de tank beter te mengen, wat bevorderlijk is voor het contact tussen vaste stoffen en voedingsstoffen, en voldoende is om de opname van voedingsstoffen en de verspreiding van metabolieten te vergemakkelijken.
Bovendien kan roeren ook de lucht die de tank binnenkomt gelijkmatig verspreiden, het gas-vloeistof contactoppervlak in de laboratoriumfermentatietank vergroten, en is bevorderlijk voor de menging van zuurstof en fermentatievloeistof.
Ontluchten
Tijdens de fermentatie, vanwege de grote hoeveelheid eiwit in de fermentatievloeistof, zal schuim worden gegenereerd onder omstandigheden zoals ventilatie en roeren. Dit is een veelvoorkomend fenomeen. Echter, als het schuim toeneemt totdat het zich verspreidt naar de hele tank, zal de fermentatievloeistof uit de fermentatietank komen, waardoor de mogelijkheid van besmetting toeneemt.
Het ontluchtingssysteem in de laboratoriumfermentor is ook een belangrijke schakel om de normale fermentatie te waarborgen, en het is een zeer noodzakelijk onderdeel. Allereerst is het in de vroege fase noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de hoeveelheid vloeistof in de tank niet meer dan driekwart van de interne ruimte van de fermentor overschrijdt. Enerzijds is de resterende ruimte om ruimte te geven voor de stijgende pagina na fermentatieventilatie, en anderzijds is het ook om buffertijd voor ontluchten te laten.
Laboratoriumfermentatietanks gebruiken meestal mechanisch ontluchten en ontluchtingsmiddelen om te ontluchten.
Mechanisch ontluchten werkt alleen op grote bellen die aan het begin van de fermentatie worden gegenereerd en heeft geen effect op stromend schuim. Daarom wordt het voornamelijk gebruikt met hulpontluchtingsmiddelen. Voor automatische ontluchtingsfermentatietanks is er meestal een circuit gevormd door een set ontluchtingselektroden en aardingskolommen op de tankdeksel. Wanneer het schuim stijgt naar de positie van de ontluchtingselektroden, zal er een elektrisch signaal worden gevormd tussen de ontluchtingselektroden en zal er een vroegtijdige waarschuwingsschakelaar worden uitgegeven. Het signaalsysteem geeft aan dat het schuim in de tank is toegenomen en dat er een ontluchtingsmiddel moet worden toegevoegd.
Inoculatievolume
De juiste inoculatiehoeveelheid kan helpen de bacteriën in de tank snel te laten reproduceren en het product te fermenteren, en het kan ook de groei van onzuiverheden verminderen. Echter, te veel of te weinig zal de normale reproductie van het product beïnvloeden. Wanneer de inoculatiehoeveelheid te groot is, zullen de overmatige bacteriën gemakkelijk leiden tot onvoldoende volume in de fermentatietank, en de synthese van een groot aantal metabolieten zal worden belemmerd.
Als de inoculatiehoeveelheid te klein is, zal er onvoldoende cultuur in de fermentatievloeistof zijn, zal de fermentatietijd worden vertraagd en zal de productiviteit van de fermentatietank sterk worden verminderd. Correcte inoculatiehoeveelheid.
De bepaling van de inoculatiehoeveelheid is eigenlijk om het volume van de geïnoculeerde vloeistof en het daaropvolgende cultuurvloeistofvolume te bevestigen volgens het gespecificeerde percentage.
