自動生物發(fā)酵罐是現(xiàn)代生物工程和制藥工業(yè)中常用的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于微生物培養(yǎng)、發(fā)酵生產(chǎn)以及生物合成等領(lǐng)域。主要是通過控制溫度、pH、溶氧、營養(yǎng)成分等環(huán)境因素,為微生物的生長和代謝提供最佳的條件。
自動生物發(fā)酵罐的工作原理:
1.培養(yǎng)基準備:發(fā)酵罐中需要加入適當?shù)呐囵B(yǎng)基,培養(yǎng)基中含有豐富的營養(yǎng)成分,如糖、氮源、無機鹽等,為微生物的生長提供所需的能量和原料。
2.微生物接種:將經(jīng)過篩選和培養(yǎng)的微生物接種到發(fā)酵罐中,開始發(fā)酵過程。接種量的大小會直接影響發(fā)酵的起始速度和最終產(chǎn)物的濃度。
3.自動控制系統(tǒng):通過傳感器實時監(jiān)測發(fā)酵過程中溫度、pH值、溶解氧濃度等關(guān)鍵參數(shù),并通過計算機控制相應(yīng)的加熱、制冷、通氣、補料等操作,從而保持發(fā)酵環(huán)境的穩(wěn)定。
4.攪拌系統(tǒng):發(fā)酵罐內(nèi)部一般配備高效的攪拌系統(tǒng)以確保液體均勻混合,提升溶氧量,并避免沉淀與團塊形成。
5.廢氣排放和取樣系統(tǒng):發(fā)酵過程中會產(chǎn)生氣體和廢物,設(shè)有廢氣處理系統(tǒng),并能夠定期對培養(yǎng)液進行取樣檢測,以監(jiān)測發(fā)酵進程及微生物代謝產(chǎn)品的變化。
結(jié)構(gòu)組成:
1.罐體:發(fā)酵罐的罐體一般采用不銹鋼材料制造,能夠耐高溫、高壓,并且避免污染。罐體上設(shè)有觀察窗和清洗口,方便觀察和維護。
2.進料口:用于向罐內(nèi)投加培養(yǎng)基、營養(yǎng)物質(zhì)或添加劑,通常配有防止污染的裝置。
3.出料口:用于取出發(fā)酵液,便于后續(xù)的處理和分析。
4.溫度控制系統(tǒng):包括溫度傳感器、加熱器和冷卻系統(tǒng),實現(xiàn)對發(fā)酵溫度的精確控制。
5.pH控制系統(tǒng):通過精密的pH傳感器監(jiān)測培養(yǎng)液的酸堿度,并通過加酸或加堿來進行調(diào)節(jié)。
6.溶氧控制系統(tǒng):通過溶氧傳感器實時監(jiān)測液體中的溶氧量,并通過航空和增氧裝置提升溶氧水平。
7.攪拌系統(tǒng):具有不同轉(zhuǎn)速設(shè)置的攪拌器,確保液體的均勻混合與氣體的充分傳遞。
8.自動化控制系統(tǒng):集成了計算機控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),能夠?qū)Πl(fā)酵過程進行全自動監(jiān)控和調(diào)節(jié)。
自動生物發(fā)酵罐的技術(shù)特點:
1.高度自動化:具有高度的自動化程度,能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測與實時控制,降低人工干預(yù),提高生產(chǎn)效率。
2.精準控制:通過先進的傳感器和控制系統(tǒng),實現(xiàn)對發(fā)酵過程各項參數(shù)的精準控制,以優(yōu)化微生物的代謝過程和產(chǎn)物的生成。
3.可追溯性:許多自動化系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)記錄功能,便于對發(fā)酵過程的實時監(jiān)控和后續(xù)數(shù)據(jù)分析,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可追溯性。
4.多功能性:可以通過軟件調(diào)整發(fā)酵方案和參數(shù)設(shè)置,適應(yīng)不同微生物和發(fā)酵工藝,滿足多樣化的實驗需求。
5.節(jié)能環(huán)保:由于其高效的氣體傳輸與攪拌系統(tǒng),能夠降低能量消耗,同時減少廢氣排放,有助于可持續(xù)發(fā)展。