Полный объем обычно используемых в лабораториях ферментационных чанов обычно составляет от 2 литров до 500 литров, от 500 литров до 5000 литров — это пилотные ферментеры, а полный объем ферментеров, используемых в реальных промышленных применениях, обычно превышает 5000 литров. Промышленные ферментеры могут выдерживать стерилизацию паром, обладают определенной эксплуатационной гибкостью, минимизируют внутренние принадлежности (избегают мертвых углов), имеют высокие показатели передачи материалов и энергии и могут быть отрегулированы для облегчения очистки и снижения загрязнения. Они подходят для производства различных продуктов и снижения потребления энергии.
Промышленный ферментер Bailun 10KL
1.Характеристики промышленного ферментера
Базовая конструкция промышленного ферментера обычно состоит из нескольких компонентов, включая корпус резервуара, систему нагрева, систему охлаждения, систему контроля давления, систему датчиков и управления, систему перемешивания, а также входное и выходное отверстия. Конкретная структура и конфигурация промышленного ферментера будут разработаны в соответствии со сценарием использования. Некоторые промышленные ферментеры также могут быть оснащены дополнительным оборудованием, таким как системы контроля растворенного кислорода, датчики pH и т. д., чтобы обеспечить лучший контроль и мониторинг.
Самая большая разница между промышленной ферментацией и другими химическими производствами заключается в том, что это химическая реакция, осуществляемая организмами. Его основные характеристики заключаются в следующем:
1. Процесс ферментации обычно представляет собой биохимическую реакцию, проводимую при нормальной температуре и давлении, которая безопасна и требует относительно простых условий.
2. Сырьем, используемым для ферментации, обычно являются крахмал, патока или другие сельскохозяйственные и побочные продукты, а реакцию можно проводить путем добавления небольшого количества органических и неорганических источников азота. Микроорганизмы могут избирательно использовать необходимые им питательные вещества за счет разных категорий. На основании этой характеристики сточные воды и отходы могут использоваться в качестве сырья для ферментации с целью преобразования и обновления биологических ресурсов.
3. Процесс ферментации завершается автоматической регулировкой организмов, реакция очень специфична, поэтому можно получить относительно единственный метаболит.
4. Благодаря реакционному механизму самого организма он может специфически и высокоселективно осуществлять реакции химического превращения, такие как окисление и восстановление некоторых сложных соединений, а также может производить относительно сложные полимерные соединения.
5. Предотвращение и контроль бактериального заражения в процессе ферментации имеют решающее значение. Помимо строгой дезинфекции оборудования и фильтрации воздуха, реакцию необходимо проводить в стерильных условиях. В случае заражения бактериями производство понесет огромные экономические потери. При заражении бактериофагами ферментация нанесет больший вред. Поэтому поддержание стерильных условий – залог успеха ферментации.
6. Штаммы микробов являются основополагающими факторами ферментации. Путем мутационного и штаммового скрининга можно получить высокопродуктивные превосходные штаммы и полностью использовать производственное оборудование, а также можно получить продукты, которые трудно производить обычными методами.
7. По сравнению с другими отраслями промышленности, промышленная ферментация требует меньших инвестиций, дает быстрые результаты и может принести значительную экономическую выгоду.
Based on the above characteristics, industrial fermentation has attracted more and more attention. Compared with traditional fermentation technology, modern fermentation engineering has more advantages besides the above fermentation characteristics. In addition to using microorganisms, animal and plant cells and enzymes can also be used, and artificially constructed “engineered bacteria” can also be used for reactions; the reaction equipment is not just conventional fermentation tanks, but is replaced by various bioreactors, with a high degree of automation and continuity, which improves and innovates the fermentation level on the original basis.
Промышленный ферментер Bailun 60T-10T
2.Компоненты процесса ферментации:
(1)Установление компонентов культуральной среды, используемой для разведения семян и производства ферментации;
(2) Стерилизация культуральной среды, ферментационного резервуара и вспомогательного оборудования;
(3) Культивирование активных и подходящих чистых штаммов и инокуляция их в производственный контейнер;
(4)Микроорганизмы растут в ферментационном резервуаре в условиях, наиболее подходящих для роста продукта;
(5) добыча и переработка продукции;
(6)Обработка отходов, образующихся в ходе процесса.
Принципиальная схема процесса ферментации
Эксплуатация промышленного ферментера должна быть сначала технически подготовлена, то есть проверено, что электропитание, трубопроводы, воздушный компрессор, система оборотной воды в норме. Затем перед подачей проводится дезинфекция воздуха, чтобы гарантировать стерильность системы.
После осушения промышленного ферментера добавьте питательную среду для фактической дезинфекции. После стерилизации промышленный ферментер охлаждают до подходящей температуры и вводят необходимые бактерии для операции ферментации. В процессе ферментации отбор проб и тестирование проводятся в соответствии со стандартизированными асептическими операциями. После ферментации выгрузите материалы и очистите промышленный ферментер.
Industrial fermenters are also prone to contamination and scaling, especially when the culture medium is actually eliminated in the tank. Therefore, we should establish the concept of “prevention first” and start from the equipment to eliminate various hidden dangers that may cause industrial fermenters to be contaminated.
(1) Обеспечьте герметичность промышленных ферментеров.
Промышленные ферментеры являются основным оборудованием для промышленного ферментационного производства. Перед использованием промышленные ферментеры необходимо тщательно проверить, например, не вращается ли их система перемешивания аномально, плотно ли механическое уплотнение, ослаблены ли винты в резервуаре, не заблокированы ли трубы в резервуаре, есть ли промежуточный слой или катушка в баке протекает, и герметичен ли соединительный клапан корпуса бака.
В настоящее время в промышленных ферментерах широко используются механические уплотнения, которые заменяют предыдущую форму насадочного уплотнения вала мешалки. Однако, если точность установки недостаточна или выбранная система механического уплотнения не подходит, уплотнение вала все равно будет протекать и вызывать бактериальное загрязнение. Поэтому обратите внимание на выравнивание при установке вала мешалки.
(2) Снимите промывочный трубопровод смотрового стекла промышленного ферментера.
Чтобы облегчить наблюдение за процессом ферментации в промышленном ферментере, в промышленном ферментере обычно устанавливают паровую трубку для промывки смотрового стекла. Однако, если пар конденсируется в трубе, это не может полностью гарантировать стерильность конденсированной воды. Поэтому паровую трубку для промывки смотрового стекла следует снять, чтобы снизить риск бактериального загрязнения. Если из-за сильного тумана в резервуаре плохо видно, можно использовать лампу смотрового стекла большей яркости.
(3)Промышленный ферментер использует мембраны из ПВДФ.
Традиционная система очистки воздуха использует в качестве фильтрующих элементов активированный уголь, хлопок и ультратонкую стекловолоконную бумагу, которые обладают плохим фильтрующим эффектом и сложны в эксплуатации. В настоящее время отечественная технология мембранной фильтрации стала относительно зрелой. Например, складчатый микропористый мембранный фильтрующий элемент из поливинилиденфторида (ПВДФ) не только обладает высокой точностью фильтрации, но и имеет большую скорость потока.
При использовании промышленного ферментера техническим специалистам нужно только уделять внимание осушению и обезжириванию сжатого воздуха перед фильтром и стерилизовать фильтр в соответствии со спецификациями, чтобы гарантировать стерильность воздуха. Кроме того, поскольку мембрана из ПВДФ не чувствительна к влаге сжатого воздуха, а сама мембрана обладает сильной гидрофобностью, она может решить проблему невозможности использования хлопковых фильтров при слишком высокой влажности воздуха.
(4) Регулярно проверяйте систему мониторинга промышленного ферментера.
Тщательная стерилизация ферментационной среды заключается в использовании высокотемпературного перенасыщенного пара для коагуляции и уничтожения различных бактерий и грибковых белков. При стерилизации в фармацевтической промышленности существуют строгие требования к времени предварительного нагрева, открытию парового клапана, температуре стерилизации, давлению стерилизации и контролю пенообразования. Любая проблема в любом звене может легко привести к бактериальному заражению.
Обычно температура стерилизации в промышленности составляет 110 ℃, а давление стерилизации превышает 0,5 МПа. Точность температуры и давления стерилизации зависит от систем мониторинга, таких как различные датчики температуры и датчики давления. Поэтому очень важно регулярно проверять такие зонды и датчики. Кроме того, по мере увеличения объема промышленного ферментера температура резервуара, соответствующая тому же давлению в резервуаре, снижается. Поэтому при изменении корреляции между температурой и давлением в качестве стандарта следует использовать температуру.
(5) Мягкие уплотнения используются для клапанов промышленных ферментеров.
Клапаны промышленных ферментеров являются наиболее часто используемым вспомогательным оборудованием в ферментационном оборудовании, среди которых наиболее часто используемым является запорный клапан. Герметичность клапанов по отношению к среде можно разделить на четыре уровня, а именно: номинальный уровень, низкий уровень утечки, уровень пара и атомный уровень. Уплотнения номинального уровня и низкого уровня утечки подходят для клапанов с требованиями к свободному закрытию, например, клапанов, используемых для регулирования расхода.
Уплотнения уровня пара подходят для герметизации седел клапанов, стержней клапанов и соединений корпуса клапана паровой и большинства других промышленных клапанов. Уплотнения атомного уровня подходят для случаев с чрезвычайно высокими требованиями к уплотнению средней среды, например, для космических кораблей и атомного энергетического оборудования. Поскольку для стерилизации ферментационного оборудования в ферментационной промышленности используется высокотемпературный пар, для обеспечения герметичности клапанов со средой требуются уплотнения уровня пара.
В запорных деталях клапанов с мягким уплотнением обычно используются мягкие прокладки, которые используют большую упругопластическую деформацию прокладки для формирования более широкой кольцевой зоны уплотнительного контакта, чтобы заполнить неровности на уплотнительной поверхности и устранить зазор для формирования уплотнения. Точность обработки, как правило, невысокая.
При наличии особых требований материал корпуса клапана может быть изготовлен из нержавеющей стали, а мягкая уплотнительная запорная часть может быть заменена сменной прокладкой из политетрафторэтилена. Таким образом, можно обеспечить герметичность клапана путем частой замены прокладки из политетрафторэтилена.
(6) Проверка верхнего уплотнения клапанов промышленного ферментера.
If the processing quality of the valve stem and the inner hole of the valve body of the industrial fermenter stop valve is not good, or the matching clearance between the packing and the valve stem increases due to wear caused by long-term use, the medium will leak from the valve stem. This phenomenon is called “upper seal leakage” of the valve. However, in industrial fermentation production, the upper seal inspection of the valve is often neglected. Therefore, for valves used for fermentation, it is necessary to pay attention not only to the leakage of the sealing substructure, but also to the upper seal leakage.
В промышленном ферментационном производстве из-за требований процесса ферментации некоторые клапаны не устанавливаются в соответствии с направлением потока жидкости. Например, в некоторых промышленных ферментерах пробоотборный клапан представляет собой самодельный клапан, расположенный рядом с промышленным ферментером. Чтобы стерилизовать клапан перед отбором проб, клапан устанавливается в направлении, противоположном потоку ферментационной жидкости, так что в нижней части пробоотборного клапана можно установить небольшой дополнительный клапан, чтобы обеспечить поток пара.
К верхней уплотнительной конструкции пробоотборного клапана предъявляются очень высокие требования по герметичности, в противном случае ферментационная жидкость может проникнуть в верхнюю уплотнительную конструкцию пробоотборного клапана или даже вытечь из верхней уплотнительной конструкции, что приведет к загрязнению промышленного ферментера.
В настоящее время большинство отечественных запорных клапанов имеют многослойную конструкцию уплотнения, а к конструкции уплотнения также добавляется жесткое проставочное кольцо или на верхней части уплотнительного кольца предусмотрена тарельчатая пружина, тем самым улучшаются возможности уплотнения. сила для саморегулирования и улучшения характеристик уплотнения. Если верхнее уплотнение протекает, а конструкцию верхнего уплотнения бытового клапана трудно заменить, проблему утечки можно решить, изменив тип уплотнения.
Предотвращение бактериального загрязнения в промышленных ферментерах:
- Выполните стерильную операцию в промышленном ферментере.
- Семена не должны содержать чужеродных бактерий.
- Воздушные фильтры должны содержаться в хорошем качестве.
- Будьте осторожны, чтобы не было слишком много пены.
- Обеспечьте стерильность воздушной системы.
- Особое внимание следует уделять герметичности промышленных ферментеров, особенно некоторых мертвых углов.
- Если вы хотите пересадить семена, необходимо также обеспечить стерильность трубопроводов и мертвых углов.
- Убедитесь, что семена нормальные, без загрязнений и отклонений.
- При промежуточном кормлении система кормления должна быть стерильной.
О Баилуне
Компания Bailun имеет богатый опыт в производстве различных биореакторов и сосудов под давлением. В его состав входит команда экспертов в области биологических реакций, технологии ферментации, машиностроения и автоматизации управления. Уровень научных исследований и процессов всегда находится на лидирующем отечественном и международном первоклассном уровне, обеспечивая вам комфортное, гарантированное и безопасное использование продукта.
Связаться с нами:
Добавить: 6848# Liuxiang Rd., Цзядин, Шанхай, Китай
Контактное лицо: Мэдди
Электронная почта: sales@fermentertech.com
Телефон:+86-134-7276-8163 (WhatsApp)
Сайт: https://bioreactortech.com/.
Русский 
English 
简体中文 
Español