|
ما هو مفاعل التخمير؟ التصميم والمبادئ والتطبيقات
مفاعل تخمير من الفولاذ المقاوم للصدأ
,مبادئ تصميم مفاعل التخمير
,تطبيقات مفاعل التخمير
ما هو مفاعل التخمير؟ التصميم والمبادئ والتطبيقات
الإجابة على السؤال الأساسي:ما هو مفاعل التخمير، وكيف ينمو فيه الكائنات الدقيقة إلى مواد كيميائية حيوية قيمة؟مفاعل التخمير هو وعاء معقّم يحتوي على غاز يزرع البكتيريا أو الخميرة أو خلايا الثدييات تحت درجة حرارة (30-37 درجة مئوية) ومستوى الحموضة (5-7.5 درجة مئوية).والأكسجين المذاب (DO فوق 30 في المائة تشبع)يقدم التحريك الميكانيكي عند 50-200 دورة في الدقيقة مع الهواء المتدفق معامل تحويل الكتلة الحجمي من 50-400 kLa في الساعة ، والحفاظ على كثافة الخلايا فوق 10 ^ 9 CFU / mL.تتراوح الوحدات الصناعية من 0.5 متر مكعب من الخزانات التجريبية إلى 300 متر مكعب من مصانع التخمير ، والتي تنتج المضادات الحيوية والإنزيمات والبيرة والإيثانول الحيوي بمعدلات تحويل الركيزة بنسبة 80-95 في المائة.
مبادئ تشغيل أساسية لمفاعلات التخمير
- ** التهوية و kLa Control:**الهواء الخالي من الزيت بالإضافة إلى مجموعات قشر الدراجة kLa (50-400 في الساعة) ؛ أجهزة الاستشعار DO تعود إلى تدفق الهواء والتحريك للحفاظ على التنفس دون عوائق.
- **عملية عقيمة (SIP/CIP):**يُعقّم البخار في مكانه عند درجة الحرارة 121-134 درجة مئوية لمدة 20-30 دقيقة؛ وتحمي المرشحات المعقمة (0.2 ميكرومتر) الهواء الداخل والنفايات.
- ** مراقبة الأيض:**يتم تنفيذ الحموضة على الإنترنت ، DO ، O2 / CO2 من الغازات (OUR / CPR) ومضخات التغذية في التحكم في المجموعات المغذية ، مما يمنع منع الركيزة.
أنواع رئيسية من مفاعلات التخمير
- **مُخمّر الخزان المُخلط بالهواء:**محركات روشتون أو HE-3 في 0.5-300 م3 من الفولاذ المقاوم للصدأ؛ حصان العمل للمضادات الحيوية والخميرة والبروتين أحادي الخلية.
- **مُخمّر الارتفاع الجوي:**عمود الفقاعات مع أنبوب سحب داخلي؛ قشر منخفض يتناسب مع خلايا النباتات وثقافات الفطريات مع 50-150 kLa في الساعة.
- ** المفاعل الحيوي الغشاء / الألياف المجوفة: **الاحتفاظ بالخلايا المستمرة للثدييات والثقافات التي تحتاج إلى نمو لطيف وذو كثافة عالية.
أنواع مفاعلات التخمير مصفوفة مقارنة
| نوع المذيب | الإثارة | نطاق المقياس | kLa / DO النموذجي |
|---|---|---|---|
| خزان المزج | ميكانيكال روستون/هي-3 | 0.5-300 متر مكعب | kLa 100-400/h، DO> 30% |
| الرفع الجوي | المياه (بدون عمود) | 1-200 متر مكعب | kLa 50-150 / h ، قشر منخفض |
| الألياف الجوفية | التسريب، غشاء | 0.01-10 م3 | كثافة الخلايا العالية ، خفيفة |
| سرير ثابت | مقطوعة / معبأة | 0.1-50 م3 | الخلايا غير المتحركة |
الأسئلة الشائعة (FAQ)
س: ما هو KLA ولماذا هو حاسم؟
ج: kLa هو معامل نقل الكتلة الحجمي الذي يصف مدى سرعة دخول الأوكسجين إلى السائل؛ عدم كفاية kLa تجويع الخلايا، ويقطع معدل النمو mu وتر المنتج.
س: كيف يتم الحفاظ على العقيم في جهاز التخمير؟
ج: يُعقّم بخار SIP الوعاء والخطوط عند درجة الحرارة 121-134 درجة مئوية، في حين أن مرشحات هيدروفوبية أو HEPA بطول 0.2 ميكرو متراً تعقّم الهواء الوارد وتحتجز المستنفذات، مما يمنع التلوث.
س: ما هي عملية التخمير المزروعة؟
الجواب: يتم إضافة المغذيات تدريجياً بدلاً من كل شيء في وقت واحد، مما يتجنب تركيزات عالية من الغطاء الذي يمنع الخلايا ويزيد من الإنتاج النهائي إلى 80-95 في المئة.
س: أي مُخمّر يتناسب مع الخلايا الحساسة للقطع؟
الجواب: المفاعلات الحيوية ذات الرفع الجوي والألياف المجوفة توفر خليطاً منخفضاً منخفض القص، مدفوعاً بالفقاعات أو على أساس الغشاء، مثالياً لخلايا الثدييات والنباتات.
