Ⅰ. Структурный состав ферментера
Ферментер обычно состоит из нескольких ключевых компонентов, каждый из которых играет незаменимую роль.
1. Резервуар: основная часть ферментера, обычно изготовленная из нержавеющей стали и других устойчивых к коррозии материалов. Резервуар спроектирован так, чтобы выдерживать давление и температуру процесса ферментации, обеспечивая закрытую и подходящую среду для роста микроорганизмов.
2. Система перемешивания: включая двигатель, редуктор, лопатку для перемешивания и другие компоненты. Система перемешивания вращает лопасти для циркуляции ферментационной жидкости в резервуаре, обеспечивая равномерное распределение питательных веществ и кислорода и способствуя росту и метаболизму микроорганизмов.
3. Система вентиляции: пропускайте стерильный воздух в ферментационный раствор, чтобы обеспечить кислород, необходимый микроорганизмам, и выпускать углекислый газ, образующийся в результате метаболизма, для поддержания газового баланса в резервуаре. Система аэрации обычно включает в себя воздухораспределительные устройства и трубопроводы.
4. Система контроля температуры. Температура внутри ферментера контролируется путем циркуляции горячей или холодной воды через такие устройства, как рубашки или змеевики. Температура является ключевым фактором роста и метаболизма микробов, поэтому система контроля температуры должна быть очень точной и стабильной.
5. Система контроля pH: отслеживайте и регулируйте значение pH ферментационного раствора в соответствии с потребностями роста и метаболизма микроорганизмов. Система контроля pH обычно включает в себя датчик pH, контроллер и дозирующее устройство.
6. Противопенная система: устраняет пену, образующуюся в процессе ферментации, предотвращает переполнение пены и поддерживает стабильность процесса ферментации. Противопенная система обычно включает в себя пеногаситель и антивспенивающее устройство.
7. Отверстия для отбора и разгрузки: используются для отбора проб и тестирования процесса ферментации, а также для выгрузки продуктов ферментации. Эти порты обычно располагаются в соответствующих местах резервуара для удобства эксплуатации и обслуживания.
Ⅱ.Принцип работы ферментера
Принцип работы ферментера в основном основан на росте и метаболических процессах микроорганизмов. В подходящих условиях микроорганизмы используют питательные вещества ферментационного бульона для роста и размножения и в то же время производят необходимые метаболиты.
1.Инокуляция микроорганизмов: проверенные и очищенные микроорганизмы инокулируются в ферментер в качестве стартового штамма для процесса ферментации.
2. Поставка питательных веществ: добавление соответствующего количества питательных веществ, таких как источник углерода, источник азота, неорганическая соль и т. д., в ферментер, чтобы обеспечить энергетическую и материальную основу для роста микроорганизмов.
3. Контроль температуры и pH: с помощью системы контроля температуры и системы контроля pH температура и значение pH в ферментере регулируются до наилучшего диапазона для роста и метаболизма микроорганизмов.
4. Аэрация и перемешивание: через систему аэрации и систему перемешивания в ферментационный раствор вводятся стерильный воздух и кислород, а ферментационный раствор циркулирует в резервуаре, чтобы обеспечить равномерное распределение питательных веществ и кислорода.
5. Накопление метаболитов: В ходе роста и метаболизма микроорганизмов вырабатываются необходимые метаболиты. Эти метаболиты можно обнаружить и проанализировать через отверстия для отбора проб, чтобы оценить ход и эффективность процесса ферментации.
6. Выгрузка продуктов ферментации: когда процесс ферментации достигает заданной цели, продукты ферментации выгружаются через выпускное отверстие для последующей обработки и обработки.
Таким образом, ферментер является основным оборудованием в биоферментационной промышленности, поэтому его структурный состав и принцип работы имеют решающее значение. Получив глубокое понимание конструкции и принципа работы ферментера, мы сможем лучше понять контрольные точки процесса ферментации и повысить эффективность производства и качество продукции. В то же время это обеспечивает надежную теоретическую поддержку и практическое руководство для оптимального проектирования и усовершенствования ферментеров.