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自動(dòng)生物發(fā)酵罐的工作原理詳細(xì)分析

更新時(shí)間:2024-11-17      點(diǎn)擊次數(shù):785
  自動(dòng)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(guò)控制溫度、pH、溶氧、營(yíng)養(yǎng)成分等環(huán)境因素,為微生物的生長(zhǎng)和代謝提供最佳的條件。
 

 

  自動(dòng)生物發(fā)酵罐的工作原理:
  1.培養(yǎng)基準(zhǔn)備:發(fā)酵罐中需要加入適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基,培養(yǎng)基中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分,如糖、氮源、無(wú)機(jī)鹽等,為微生物的生長(zhǎng)提供所需的能量和原料。
  2.微生物接種:將經(jīng)過(guò)篩選和培養(yǎng)的微生物接種到發(fā)酵罐中,開(kāi)始發(fā)酵過(guò)程。接種量的大小會(huì)直接影響發(fā)酵的起始速度和最終產(chǎn)物的濃度。
  3.自動(dòng)控制系統(tǒng):通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中溫度、pH值、溶解氧濃度等關(guān)鍵參數(shù),并通過(guò)計(jì)算機(jī)控制相應(yīng)的加熱、制冷、通氣、補(bǔ)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(tuán)塊形成。
  5.廢氣排放和取樣系統(tǒng):發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氣體和廢物,設(shè)有廢氣處理系統(tǒng),并能夠定期對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行取樣檢測(cè),以監(jiān)測(cè)發(fā)酵進(jìn)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(hù)。
  2.進(jìn)料口:用于向罐內(nèi)投加培養(yǎng)基、營(yíng)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(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵溫度的精確控制。
  5.pH控制系統(tǒng):通過(guò)精密的pH傳感器監(jiān)測(cè)培養(yǎng)液的酸堿度,并通過(guò)加酸或加堿來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
  6.溶氧控制系統(tǒng):通過(guò)溶氧傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液體中的溶氧量,并通過(guò)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(dòng)化控制系統(tǒng):集成了計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),能夠?qū)Πl(fā)酵過(guò)程進(jìn)行全自動(dòng)監(jiān)控和調(diào)節(jié)。
  自動(dòng)生物發(fā)酵罐的技術(shù)特點(diǎn):
  1.高度自動(dòng)化:具有高度的自動(dòng)化程度,能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)控制,降低人工干預(yù),提高生產(chǎn)效率。
  2.精準(zhǔn)控制:通過(guò)先進(jìn)的傳感器和控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過(guò)程各項(xiàng)參數(shù)的精準(zhǔn)控制,以?xún)?yōu)化微生物的代謝過(guò)程和產(chǎn)物的生成。
  3.可追溯性:許多自動(dòng)化系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)記錄功能,便于對(duì)發(fā)酵過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和后續(xù)數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的可追溯性。
  4.多功能性:可以通過(guò)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(mǎn)足多樣化的實(shí)驗(yàn)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(shí)減少?gòu)U氣排放,有助于可持續(xù)發(fā)展。
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