Ⅰ.структурния състав на ферментатора
Ферментаторът обикновено се състои от няколко ключови компонента, всеки от които играе незаменима роля.
1. Резервоар: основната част на ферментатора, обикновено изработена от неръждаема стомана и други устойчиви на корозия материали. Резервоарът е проектиран да издържа на налягането и температурата на процеса на ферментация, осигурявайки затворена и подходяща среда за развитие на микроорганизми.
2. Система за разбъркване: включително двигател, редуктор, бъркалка и други компоненти. Системата за разбъркване върти бъркалките, за да циркулира ферментационната течност в резервоара, за да гарантира, че хранителните вещества и кислорода са равномерно разпределени и за насърчаване на растежа и метаболизма на микроорганизмите.
3. Вентилационна система: прекарайте стерилен въздух във ферментационния разтвор, за да осигурите кислорода, необходим на микроорганизмите, и изхвърлете въглеродния диоксид, произведен от метаболизма, за да поддържате газовия баланс в резервоара. Аерационната система обикновено включва въздухоразпределителни устройства и тръбопроводи.
4. Система за контрол на температурата: Температурата вътре във ферментатора се контролира чрез циркулация на топла или студена вода през устройства като кожуси или бобини. Температурата е ключов фактор за растежа и метаболизма на микробите, така че системата за контрол на температурата трябва да бъде много точна и стабилна.
5. Система за контрол на рН: наблюдавайте и регулирайте стойността на рН на ферментационния разтвор, за да отговори на нуждите на микробния растеж и метаболизма. Системата за контрол на pH обикновено включва pH сензор, контролер и дозиращо устройство.
6. Система против образуване на пяна: Елиминирайте пяната, генерирана по време на процеса на ферментация, предотвратявайте преливането на пяната и поддържайте стабилността на процеса на ферментация. Системата против пяна обикновено включва антипенител и устройство против пяна.
7. Отвори за вземане на проби и изпускане: използвани за вземане на проби и тестване на процеса на ферментация и изхвърляне на ферментационните продукти. Тези портове обикновено са проектирани на подходящи места в резервоара за лесна работа и поддръжка.
Ⅱ. Принципът на работа на ферментатора
Принципът на работа на ферментатора се основава главно на растежа и метаболитните процеси на микроорганизмите. При подходящи условия микроорганизмите използват хранителните вещества във ферментационния бульон, за да растат и да се размножават, като в същото време произвеждат необходимите метаболити.
1. Микробна инокулация: Прегледаните и пречистени микроорганизми се инокулират във ферментатора като начален щам за процеса на ферментация.
2. Снабдяване с хранителни вещества: Добавяне на подходящо количество хранителни вещества, като източник на въглерод, източник на азот, неорганична сол и др., към ферментатора, за да се осигури енергийната и материална база за растежа на микроорганизмите.
3. Контрол на температурата и pH: Чрез системата за контрол на температурата и системата за контрол на pH, температурата и стойността на pH във ферментатора се регулират до най-добрия диапазон за растежа и метаболизма на микроорганизмите.
4. Аериране и разбъркване: Чрез системата за аериране и системата за разбъркване стерилен въздух и кислород се въвеждат във ферментационния разтвор и ферментационният разтвор циркулира в резервоара, за да се гарантира, че хранителните вещества и кислородът са равномерно разпределени.
5. Натрупване на метаболити: По време на растежа и метаболизма на микроорганизмите се произвеждат необходимите метаболити. Тези метаболити могат да бъдат открити и анализирани чрез отвори за вземане на проби, за да се оцени напредъкът и ефективността на процеса на ферментация.
6. Изхвърляне на ферментационния продукт: Когато процесът на ферментация достигне предварително определената цел, ферментационните продукти се изхвърлят през изпускателния порт за последваща обработка и обработка.
В обобщение, ферментаторът е основното оборудване в индустрията за биоферментация, така че неговият структурен състав и принцип на работа са от решаващо значение. Като придобием задълбочено разбиране на структурата и принципа на работа на ферментатора, можем по-добре да разберем контролните точки на процеса на ферментация и да подобрим ефективността на производството и качеството на продукта. В същото време това осигурява силна теоретична подкрепа и практически насоки за оптимален дизайн и подобряване на ферментаторите.