Biyolojik fermantasyon tankının çalışma prensibi
Biyolojik fermantasyon tankı, yüksek hızlı havayı atomize etmek için bir hava nozulu kullanır. Hava, kabarcıklar halinde dağılır. Havalandırılan tarafta, sıvının ortalama yoğunluğu azalır ve havalandırılmayan tarafta, sıvının yoğunluğu azalır, böylece havalandırılan taraftaki sıvı ile yoğunluk farkı oluşur ve fermantasyon tankında bir sıvı dolaşımı oluşur.
Biyolojik fermantasyon tanklarının birçok formu vardır, ancak daha yaygın olanları iç sirkülasyon tüp tipi, dış sirkülasyon tüp tipi, gerilim silindiri tipi ve dikey bölme tipidir. Tankın dışı, dış sirkülasyon tipi bir sirkülasyon tüpü ile tasarlanmıştır ve tankın içi iki iç sirkülasyon tüpü ile tasarlanmıştır.
Biyolojik fermantasyon tankında, tanktaki sıvı seviyesi sirkülasyon tüpü çıkışının altında ve sirkülasyon tüpü çıkışının üzerindedir. Biyolojik fermantasyon tanklarının avantajları düşük enerji tüketimi, sıvıdaki kızartma ve balık fileto etkisinin küçük olması ve basit yapıdır. Aynı enerji tüketiminde, oksijen iletim kapasitesi geleneksel fermantasyon tanklarından çok daha yüksektir.
Biyolojik fermantasyon tanklarının ana avantajları
1. Biyolojik fermantasyon tankının yapısı basittir, temel prensip karmaşık değildir ve enerji tüketimi, paletli reaktörle karşılaştırıldığında daha yüksektir
2. Üretim, gazın yönlü dolaşımına bağlıdır. Santrifüj pompa tipi mekanik ekipman değil, akış modeli belirlenmiştir, sıvı dolaşımı güçlüdür, içeride hareketli parça yoktur, kesme gerilimi küçüktür ve enerji dağılımı çok eşittir. Geleneksel organizma fermantasyon tanklarıyla karşılaştırıldığında, bu özellikle kesme hassasiyeti olan malzemeler için önemlidir
3. Fermantasyon tankının gaz ve sıvı akış aralığı geniştir
4. Biyolojik fermantasyon tankının gaz tedarik verimliliği yüksektir. Yükseltici borudaki hava, kabarcıklı reaktördeki havadan daha fazla olabilir, bu da faydalıdır. Aerobik reaksiyon
5. Akışkanlaştırma, katı parçacıklar veya ağır parçacıklar tamamen askıya alınabilir
Biyolojik fermantasyon tankının sterilizasyon yöntemi
Biyolojik fermantasyon tankını sterilize etmeden önce, biyolojik fermantasyon tankına bağlı hava filtresi genellikle buharla sterilize edilmeli ve hava ile kurutulmalıdır. Tankı sterilize ederken, önce besleme hattındaki atık suyu boşaltın ve yıkayın, ardından hazırlanan kültür ortamını fermantasyon tankına pompalayın ve sterilizasyon için karıştırıcıyı başlatın.
Biyolojik fermantasyon tanklarının sterilizasyonu için, önce her bir egzoz valfini açın, cekete veya bobine buhar vererek ön ısıtma yapın ve tank sıcaklığı 80~90 dereceye yükselene kadar bekleyin, ardından egzoz valfini yavaşça kapatın. Daha sonra, hava girişinden, boşaltma portundan ve numune alma portundan fermantasyon tankına doğrudan buhar verin, böylece tank sıcaklığı 118~120 dereceye yükselir ve fermantasyon tankının tank basıncı 0.09~0.1Mpa (gösterge basıncı) olarak korunur ve yaklaşık 30 dakika boyunca bu şekilde tutulur.
Boş fermantasyon tanklarının sterilizasyonu, fermantasyon tankı gövdesinin sterilizasyonudur. Hava sterilizasyonu sırasında, tank basıncı genellikle 0.15~0.2Mpa olarak korunur, tank sıcaklığı 125~130 derece olur ve 30~45 dakika boyunca bu şekilde tutulur; toplam buhar basıncı en az 0.3~0.35Mpa olmalıdır ve buhar basıncı en az 0.25~0.3MPa olmalıdır.
Yerinde sterilizasyon, üretimde tankın yapısını değiştirmeden sterilizasyon anlamına gelir ve genellikle çevrimiçi buhar sterilizasyonu kullanılır. Çevrimdışı sterilizasyon, fermantasyon tankını sterilizasyon için çıkarmak olarak anlaşılabilir ve küçük fermantasyon tankları sterilizasyon kutusuna taşınabilir.
Önemli parametre kontrolü
pH
Fermantasyon sürecinde, mikrobiyal hücrelerin üremesi, büyümesi ve yan ürünlerin üretimi pH tarafından etkilenir, bu nedenle fermantasyon suyundaki pH değeri fermantasyon sürecindeki önemli parametrelerden biridir. Mikroorganizmaların optimal pH aralığında üremesi ve büyümesi ve nihayetinde hedef metabolitleri sentezlemesi için, fermantasyon sürecindeki pH değeri sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
Çözünen Oksijen (DO)
Çözünen oksijen, mikroorganizmaların ve hücrelerin fermantasyonunda aerobik fermantasyon sistemlerinde anahtar parametrelerden biridir ve fermantasyonun kararlılığını ve üretim maliyetini doğrudan etkileyebilir. Oksijen suda kolayca çözünmez ve laboratuvar fermentöründeki fermantasyon suyu ve mikrobiyal metabolitler, fermantasyon sürecinde oksijenin çözünürlüğünü azaltacaktır. Bu nedenle, çözünen oksijeni kontrol etmek, fermantasyondaki faydalı metabolitleri artırmakla kalmaz, aynı zamanda deneylerde maliyetleri azaltmak ve verimliliği artırmak için iyi bir çözümdür.
Sıcaklık
Laboratuvar cam fermentörlerinin laboratuvar fermantasyon kullanıcıları tarafından tercih edilmesinin bir başka nedeni, cam malzemelerinin iyi elektriksel ve termal özelliklere sahip olmasıdır, bu da metal malzemelerin eşleşemeyeceği bir avantajdır.
Fermentörün sıcaklığı, enzimlerin reaksiyon hızını etkilemek, bakteriyel metabolitlerin sentez yönünü değiştirmek, mikrobiyal metabolizmayı etkilemek gibi fermantasyon sürecinin birçok bölümünü etkileyecektir.
Çok yüksek bir sıcaklık, suşun metabolizmasını hızlandıracak ve bakterilerin yaşlanmasını hızlandıracak, hatta suşu doğrudan öldürebilir. Çok düşük bir sıcaklık, bakterilerin metabolizmasını yavaşlatacak ve ürünün sentez hızını da azaltacak, böylece üretimi etkileyecektir.
Bazı suşlar, farklı sıcaklıklarda metabolik yollarını değiştirecek ve buna karşılık gelen ürünler de farklı olacaktır. Fermentörün optimal fermantasyon sıcaklığı, sadece bakterilerin büyümesi için faydalı değil, aynı zamanda metabolitlerin sentezine de yardımcı olur.
Bununla birlikte, aynı mikroorganizmanın zehirlenme sıcaklığı farklıdır ve kültür koşulları farklı koşullar gerektirir. Bu nedenle, laboratuvar fermentörünün normal ve kararlı sıcaklığını nasıl koruyacağımız, fermantasyonun önemli bir parçasıdır.
Karıştırma
Manyetik karıştırma uygulaması: Bilimsel araştırma enstitüleri ve mikrobiyolojik laboratuvarlar ve işletmelerin üretimi için uygundur. Hassas fermantasyon testi ve üretimi için ideal bir ekipmandır. Ayrıca mikrobiyal fermantasyon ortamı formüllerinin taranması ve uzun süreli mikrobiyal fermantasyon için uygundur.
Tam otomatik mekanik karıştırmalı fermantasyon tankı uygulaması: Çeşitli
mekanik karıştırmalı fermantasyon tankı uygulaması: Çeşitli mikrobiyal fermantasyonlar için uygundur. Ekipman, iyi stabilite ve kolay kullanım özelliklerine sahiptir. Kullanıcılar, fermantasyon sürecine göre uygun yapı ve şekli seçebilirler. Çoklu fermantasyon, tohum tankları ve fermantasyon tankları içerir.
Karıştırmalı fermantasyon tankının temel yapısı, tankın üstüne veya altına derinlemesine bir karıştırma şaftı yerleştirmektir. Şaft üzerinde iki ila dört karıştırma paleti bulunacaktır. Karıştırma, tanktaki malzemelerin daha iyi karışmasını sağlamak, katıların besinlerle temasını kolaylaştırmak ve besin emilimini ve metabolitlerin dağılmasını kolaylaştırmak içindir.
Ayrıca, karıştırma, tanka giren havayı eşit şekilde dağıtabilir, laboratuvar fermantasyon tankında gaz-sıvı temas alanını artırabilir ve oksijen ile fermantasyon sıvısının karışmasını kolaylaştırır.
Köpük giderme
Fermantasyon sırasında, fermantasyon sıvısındaki büyük miktarda protein nedeniyle, havalandırma ve karıştırma gibi koşullar altında köpük oluşacaktır. Bu yaygın bir fenomendir. Ancak, köpük tüm tanka yayılacak kadar artarsa, fermantasyon sıvısı fermantasyon tankından dışarı çıkacak ve bu da kontaminasyon olasılığını artıracaktır.
Laboratuvar fermentöründeki köpük giderme sistemi, normal fermantasyonu sağlamak için önemli bir bağlantıdır ve çok gerekli bir parçadır. İlk olarak, erken aşamada, tanktaki sıvı miktarının fermentörün iç alanının üçte birini aşmamasını sağlamak gerekir. Bir yandan, kalan alan, fermantasyon havalandırmasından sonra yükselen sayfa için yer bırakmak içindir, diğer yandan da köpük giderme için tampon zaman bırakmaktır.
Laboratuvar fermantasyon tankları genellikle mekanik köpük giderme ve köpük giderici maddeler kullanır.
Mekanik köpük giderme, yalnızca fermantasyonun başlangıcında oluşan büyük kabarcıklar üzerinde etkilidir ve akan köpük üzerinde etkisi yoktur. Bu nedenle, genellikle yardımcı köpük giderici maddelerle birlikte kullanılır. Otomatik köpük giderme fermantasyon tankları için, genellikle tank kapağında bir dizi köpük giderme elektrodu ve topraklama kolonları tarafından oluşturulan bir devre bulunur. Köpük, köpük giderme elektrotlarının konumuna yükseldiğinde, köpük giderme elektrotları arasında bir elektrik sinyali oluşacak ve bir erken uyarı anahtarı verilecektir. Sinyal sistemi, tanktaki köpüğün arttığını ve bir köpük giderici madde eklenmesi gerektiğini belirtir.
Aşılama hacmi
Uygun aşılama miktarı, tanktaki bakterilerin ürünü hızla çoğaltmasına ve fermente etmesine yardımcı olabilir ve aynı zamanda safsızlıkların büyümesini azaltabilir. Ancak, çok fazla veya çok az olması, ürünün normal çoğalmasını etkileyecektir. Aşılama miktarı çok büyük olduğunda, aşırı bakteriler, fermantasyon tankında yetersiz hacme yol açacak ve çok sayıda metabolitin sentezi engellenecektir.
Eğer aşılama miktarı çok küçükse, fermantasyon sıvısında yetersiz kültür olacak, fermantasyon süresi uzayacak ve fermantasyon tankının üretim verimliliği büyük ölçüde azalacaktır. Doğru aşılama miktarı.
Aşılama miktarının belirlenmesi, aslında belirli bir yüzdeye göre aşılanan sıvının hacmini ve sonraki kültür sıvısı hacmini doğrulamaktır.
