Принцип работы биологического ферментационного бака
Биологический ферментационный бак использует воздушное сопло для распыления воздуха на высокой скорости. Воздух диспергируется в пузырьках. На аэрационной стороне средняя плотность жидкости уменьшается, а на неаэрационной стороне плотность жидкости уменьшается, так что возникает разница в плотности с жидкостью на аэрационной стороне, и в ферментационном баке образуется циркуляция жидкости.
Существует много форм биологических ферментационных баков, но более распространенными являются внутренний циркуляционный трубчатый тип, внешний циркуляционный трубчатый тип, тип натяжного цилиндра и тип с вертикальной перегородкой. Снаружи бака предусмотрена циркуляционная труба внешнего типа, а внутри бака предусмотрены две внутренние циркуляционные трубы.
В биологическом ферментационном баке уровень жидкости в баке находится ниже выхода циркуляционной трубы и выше выхода циркуляционной трубы. Преимущества биологического ферментационного бака — низкое энергопотребление, малое влияние на жарку и нарезку рыбы в жидкости и простая структура. При том же энергопотреблении его способность передачи кислорода значительно выше, чем у обычных ферментационных баков.
Основные преимущества биологических ферментационных баков
1. Структура биологического ферментационного бака проста, основной принцип не сложен, и энергопотребление выше, чем у реактора с лопастями.
2. Производство зависит от направленной циркуляции газа. Некцентробежное насосное механическое оборудование, схема потока определена, циркуляция жидкости сильная, внутри нет движущихся частей, сдвиговое напряжение мало, а рассеяние энергии очень равномерное. По сравнению с традиционными ферментационными баками для организмов это особенно важно для материалов, чувствительных к сдвигу.
3. Диапазон потока газа и жидкости в ферментационном баке широкий
4. Эффективность подачи газа в биологическом ферментационном баке высокая. Воздух в подъемной трубе может быть больше, чем воздух в пузырьковом реакторе, что является полезным. Аэробная реакция
5. Флюидизация может быть твердыми частицами, или тяжелые частицы могут быть полностью взвешены
Метод стерилизации биологического ферментационного бака
Перед стерилизацией биологического ферментационного бака воздушный фильтр, подключенный к биологическому ферментационному баку, обычно следует стерилизовать паром и продувать воздухом. При стерилизации бака сначала слейте и промойте сточные воды в подающем трубопроводе, затем закачайте подготовленную питательную среду в ферментационный бак и запустите мешалку для стерилизации.
Для стерилизации биологических ферментационных баков сначала откройте каждый выпускной клапан, введите пар в рубашку или змеевик для предварительного нагрева и дождитесь, пока температура бака не поднимется до 80~90, и постепенно закройте выпускной клапан. Затем непосредственно подайте пар в ферментационный бак через воздушный вход, выпускное отверстие и порт отбора проб, чтобы температура бака поднялась до 118~120, и давление в ферментационном баке поддерживалось на уровне 0,09~0,1 МПа (манометрическое давление) и поддерживалось в течение около 30 минут.
Стерилизация пустых ферментационных баков — это стерилизация корпуса ферментационного бака. Во время воздушной стерилизации давление в баке обычно поддерживается на уровне 0,15~0,2 МПа, температура бака составляет 125~130, и она поддерживается в течение 30~45 минут; общее давление пара должно быть не менее 0,3~0,35 МПа, а давление пара должно быть не менее 0,25~0,3 МПа.
Стерилизация на месте означает стерилизацию без изменения структуры бака в производстве, и обычно используется онлайн-стерилизация паром. Офлайн-стерилизация может быть понята как удаление ферментационного бака для стерилизации, и небольшие ферментационные баки могут быть перемещены в стерилизационную коробку для стерилизации.
Важный контроль параметров
pH
В процессе ферментации размножение, рост и производство побочных продуктов микробных клеток зависят от pH, поэтому значение pH в ферментационном бульоне является одним из важных параметров в процессе ферментации. Чтобы микроорганизмы могли размножаться и расти в оптимальном диапазоне pH и в конечном итоге синтезировать целевые метаболиты, значение pH в процессе ферментации должно строго контролироваться.
Растворенный кислород (DO)
Растворенный кислород является одним из ключевых параметров в аэробных ферментационных системах при ферментации микроорганизмов и клеток, что может напрямую влиять на стабильность и стоимость производства ферментации. Кислород плохо растворяется в воде, и ферментационный бульон и микробные метаболиты в лабораторном ферментере снижают растворимость кислорода в процессе ферментации. Поэтому контроль растворенного кислорода не только увеличивает количество полезных метаболитов в ферментации, но и является хорошим решением для снижения затрат и повышения эффективности в экспериментах.
Температура
Еще одна причина, по которой лабораторные стеклянные ферментеры пользуются популярностью у пользователей лабораторной ферментации, заключается в том, что их стеклянный материал обладает хорошими электрическими и тепловыми свойствами, что является преимуществом, которое не могут сравниться с металлическими материалами.
Температура ферментера будет влиять на многие части процесса ферментации, такие как скорость реакции ферментов, изменение направления синтеза бактериальных метаболитов, влияние на микробный метаболизм и т.д.
Слишком высокая температура ускорит метаболизм штамма и старение бактерий, а также может напрямую убить штамм. Слишком низкая температура замедлит метаболизм бактерий, и скорость синтеза продукта также уменьшится, что повлияет на производство.
Некоторые штаммы изменяют свои метаболические пути при разных температурах, и соответствующие продукты также будут различаться. Оптимальная температура ферментации в ферментере не только способствует росту бактерий, но и помогает синтезу метаболитов.
Однако температура интоксикации одного и того же микроорганизма различна, и условия культивирования требуют различных условий. Поэтому поддержание нормальной и стабильной температуры лабораторного ферментера является важной частью ферментации.
Перемешивание
Применение магнитного перемешивания: подходит для научно-исследовательских институтов и микробиологических лабораторий, а также для производства на предприятиях. Это идеальное оборудование для точного тестирования ферментации и производства. Также подходит для отбора формул микробиологических ферментационных сред и длительной микробиологической ферментации.
Полностью автоматическое механическое перемешивание в ферментационном баке: подходит для различных
Применение механического перемешивания в ферментационном баке: подходит для различных микробиологических ферментаций. Оборудование обладает характеристиками хорошей стабильности и легкости в эксплуатации. Пользователи могут выбирать соответствующую структуру и форму в зависимости от процесса ферментации. Многофункциональная ферментация включает в себя резервуары для семян и ферментационные баки.
Основная структура ферментационного бака с перемешиванием заключается в установке вала перемешивания, который проникает в бак сверху или снизу корпуса бака. На валу будет установлено от двух до четырех лопастей перемешивания. Перемешивание предназначено для лучшего смешивания материалов в баке, что способствует контакту между твердыми веществами и питательными веществами, и достаточно для облегчения поглощения питательных веществ и дисперсии метаболитов.
Кроме того, перемешивание также может равномерно распределять воздух, поступающий в бак, увеличивать площадь контакта газ-жидкость в лабораторном ферментационном баке и способствовать смешиванию кислорода и ферментационной жидкости.
Пеногашение
Во время ферментации из-за большого количества белка в ферментационной жидкости под воздействием вентиляции и перемешивания образуется пена. Это обычное явление. Однако, если пена увеличивается до тех пор, пока не распространится на весь бак, ферментационная жидкость выйдет из ферментационного бака, увеличивая вероятность загрязнения.
Система пеногашения в лабораторном ферментере также является важным звеном для обеспечения нормальной ферментации и является очень необходимой частью. Прежде всего, на ранней стадии необходимо убедиться, что количество жидкости в баке не превышает три четверти внутреннего пространства ферментера. С одной стороны, оставшееся пространство предназначено для обеспечения места для подъема страницы после вентиляции ферментации, а с другой стороны, также для оставления времени на пеногашение.
В лабораторных ферментационных баках обычно используется механическое пеногашение и пеногасители для удаления пены.
Механическое пеногашение действует только на крупные пузыри, образующиеся в начале ферментации, и не влияет на текущую пену. Поэтому оно в основном используется с вспомогательными пеногасителями. Для автоматических ферментационных баков обычно имеется цепь, образованная набором электродов для пеногашения и заземляющих колонн на крышке бака. Когда пена поднимается до уровня электродов для пеногашения, между электродами образуется электрический сигнал, и выдается предупреждающий переключатель. Система сигнализации указывает на то, что количество пены в баке увеличилось и необходимо добавить пеногаситель.
Объем инокуляции
Подходящее количество инокуляции может помочь бактериям в баке быстро размножаться и ферментировать продукт, а также может уменьшить рост примесей. Однако слишком большое или слишком маленькое количество повлияет на нормальное размножение продукта. Когда количество инокуляции слишком велико, избыточные бактерии легко приводят к недостаточному объему в ферментационном баке, и синтез большого количества метаболитов будет затруднен.
Если количество инокуляции слишком мало, в ферментационной жидкости будет недостаточно культуры, время ферментации будет задержано, и производительность ферментационного бака значительно снизится. Правильное количество инокуляции.
Определение количества инокуляции фактически заключается в подтверждении объема инокулированной жидкости и последующего объема культуры в соответствии с указанным процентом.
