Ⅰ.структурний склад ферментера
Ферментер зазвичай складається з кількох ключових компонентів, кожен з яких відіграє незамінну роль.
1. Резервуар: основна частина ферментера, зазвичай виготовлена з нержавіючої сталі та інших корозійностійких матеріалів. Ємність розроблена таким чином, щоб витримувати тиск і температуру процесу бродіння, забезпечуючи закрите та відповідне середовище для росту мікроорганізмів.
2. Система перемішування: включаючи двигун, редуктор, лопатку для перемішування та інші компоненти. Система перемішування обертає лопаті для перемішування для циркуляції ферментаційної рідини в резервуарі для забезпечення рівномірного розподілу поживних речовин і кисню та сприяння росту та метаболізму мікроорганізмів.
3. Система вентиляції: пропускайте стерильне повітря в ферментаційний розчин, щоб забезпечити кисень, необхідний мікроорганізмам, і вивести вуглекислий газ, що утворюється в результаті метаболізму, щоб підтримувати баланс газу в резервуарі. Система аерації зазвичай включає повітророзподільні пристрої та трубопроводи.
4. Система контролю температури: температура всередині ферментера контролюється циркуляцією гарячої або холодної води через такі пристрої, як сорочки або змійовики. Температура є ключовим фактором росту та метаболізму мікробів, тому система контролю температури має бути дуже точною та стабільною.
5. Система контролю pH: відстежуйте та регулюйте значення pH ферментаційного розчину відповідно до потреб мікробного росту та метаболізму. Система контролю рН зазвичай включає датчик рН, контролер і дозуючий пристрій.
6. Система проти піноутворення: усуває піну, що утворюється під час процесу бродіння, запобігає переповненню піни та підтримує стабільність процесу бродіння. Протипіноутворююча система зазвичай включає антипіноутворювач і антипіноутворювач.
7. Порти для відбору проб і розвантаження: використовуються для відбору проб і тестування процесу бродіння та вивантаження продуктів бродіння. Ці порти зазвичай розроблені у відповідних місцях резервуара для зручності експлуатації та обслуговування.
Ⅱ. Принцип роботи ферментера
Принцип роботи ферментера в основному заснований на рості та метаболічних процесах мікроорганізмів. У відповідних умовах мікроорганізми використовують поживні речовини в ферментаційному бульйоні для росту та розмноження, і в той же час виробляють необхідні метаболіти.
1. Мікробна інокуляція: відібрані та очищені мікроорганізми інокулюють у ферментер як вихідний штам для процесу ферментації.
2. Постачання поживних речовин: додавання відповідної кількості поживних речовин, таких як джерело вуглецю, джерело азоту, неорганічна сіль тощо, до ферментера для забезпечення енергетичної та матеріальної бази для росту мікроорганізмів.
3. Контроль температури та рН: за допомогою системи контролю температури та системи контролю рН температура та значення рН у ферментері регулюються до найкращого діапазону для росту та метаболізму мікроорганізмів.
4. Аерація та перемішування: через систему аерації та систему перемішування стерильне повітря та кисень вводяться в розчин для бродіння, а розчин для бродіння циркулює в резервуарі для забезпечення рівномірного розподілу поживних речовин і кисню.
5. Накопичення метаболітів: під час росту та метаболізму мікроорганізмів виробляються необхідні метаболіти. Ці метаболіти можна виявити та проаналізувати через порти для відбору проб, щоб оцінити хід і ефективність процесу бродіння.
6. Виведення продукту бродіння: коли процес бродіння досягає заданої мети, продукти бродіння вивантажуються через розвантажувальний порт для подальшої обробки та обробки.
Таким чином, ферментер є основним обладнанням у галузі біоферментації, тому його структурний склад і принцип роботи є вирішальними. Отримавши поглиблене розуміння структури та принципу роботи ферментера, ми зможемо краще зрозуміти контрольні точки процесу бродіння та підвищити ефективність виробництва та якість продукції. У той же час це забезпечує сильну теоретичну підтримку та практичне керівництво для оптимального проектування та вдосконалення ферментерів.