কাস্টমাইজড ফারমেন্টার কী? স্পেসিফিকেশন, অপশনস এবং অ্যাপ্লিকেশন

মূল প্রশ্নের উত্তর:কাস্টমাইজড ফারমেন্টার কী এবং কোন বিকল্পগুলি আসলে গুরুত্বপূর্ণ? একটি কাস্টমাইজড ফারমেন্টার হল একটি গাঁজন পাত্র যার জ্যামিতি, আলোড়ন, তাপ স্থানান্তর, সিলিং এবং পরিষ্কার করার ব্যবস্থাগুলি একটি সাধারণ-উদ্দেশ্য নকশা থেকে অভিযোজিত না হয়ে একটি নির্দিষ্ট কাজের সাথে মেলে এমনভাবে নির্দিষ্ট করা হয়। কাজগুলি চারটি পরিবারে বিভক্ত: অ্যারোবিক সাবমার্জড কালচার যার জন্য 0.5-1.5 vvm এ 50-200 h-1 এর উচ্চ kLa প্রয়োজন, ইথানল বা বায়োগ্যাস উৎপাদনকারী অ্যানেরোবিক কালচার 30-38°C তাপমাত্রায় কোনও স্পার্জিং ছাড়াই, 5,000 cP এর উপরে অ্যাঙ্কর বা হেলিকাল ইম্পেলার প্রয়োজন এমন সান্দ্র বা কঠিন-বোঝাই প্রক্রিয়া এবং আর্দ্র কণা সাবস্ট্রেটে সলিড-স্টেট ফারমেন্টেশন। কাজের আয়তন 100 লিটার থেকে 500,000 লিটার পর্যন্ত বিস্তৃত, তাপমাত্রা 8 থেকে 60°C এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত এবং নকশার চাপ সম্পূর্ণ ভ্যাকুয়াম থেকে 1.0 MPa পর্যন্ত।

পাঁচটি বিকল্প গোষ্ঠী একটি গাঁজন পাত্রের বেশিরভাগ কাস্টমাইজেশন তৈরি করে এবং প্রতিটির ফলন, পরিষ্কার করার সময় বা আপটাইমের উপর একটি পরিমাপযোগ্য প্রভাব রয়েছে:

• আলোড়ন এবং সিলিং: ড্রাইভ নির্বাচন হল প্রথম শাখা। API 682 প্ল্যান 53 অনুযায়ী একটি জীবাণুমুক্ত বাধা তরল সহ একটি ডাবল মেকানিক্যাল সিল সহ একটি টপ-এন্টারিং ড্রাইভ 1.0 MPa পর্যন্ত চাপে জীবাণুমুক্ত পরিষেবার জন্য উপযুক্ত এবং পাত্র না খুলেই পরিষেবাযোগ্য। একটি বটম-এন্টারিং ম্যাগনেটিক ড্রাইভ সম্পূর্ণভাবে সিলটি সরিয়ে দেয়, সবচেয়ে সাধারণ লিক পথ এবং বাধা তরল সিস্টেমকে বাদ দেয়, তবে কম চাপ সীমা এবং আরও জটিল বিয়ারিং রক্ষণাবেক্ষণের খরচে। শিয়ার-সংবেদনশীল সংস্কৃতির জন্য, 1.5 মি/সে এর নিচে টিপ স্পিড সহ একটি অ্যাক্সিয়াল হাইড্রোফয়েল নির্দিষ্ট করুন; গ্যাস বিচ্ছুরণের জন্য, 0.5-3.0 kW/m3 সরবরাহ করার জন্য একটি ছোট রাস্টন টারবাইন।
• তাপ স্থানান্তর কনফিগারেশন: অ্যানেরোবিক সার্ভিসে ফারমেন্টেশন তাপ লোড 2-5 kW/m3 এ মাঝারি কিন্তু ঘন অ্যারোবিক কালচারে 15-40 kW/m3 পর্যন্ত পৌঁছায়। একটি ডিম্পল জ্যাকেট 800-1,200 W/m2·K এর U প্রদান করে এবং এটি বিয়ার এবং খাদ্য পাত্রের জন্য ডিফল্ট কারণ এটি সস্তা, পরিষ্কারযোগ্য এবং কম চাপে কাঠামোগতভাবে দক্ষ। একটি হাফ-পাইপ কয়েল 600-900 W/m2·K প্রদান করে এবং উচ্চতর নকশার চাপে পছন্দ করা হয় কারণ শেল কম লোড বহন করে। যেখানে জ্যাকেট একা অপর্যাপ্ত, সেখানে একটি প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার সহ একটি বাহ্যিক সঞ্চালন লুপ শীতল করার ক্ষেত্র এবং মিশ্রণ উভয়ই যোগ করে, যা 100,000 লিটারের বেশি বড় পাত্রে স্ট্যান্ডার্ড।
• পরিষ্কার এবং জীবাণুমুক্তকরণ: পরিষ্কারের কভারেজ প্রকৌশল করা হয়, অনুমান করা হয় না। একটি স্ট্যাটিক স্প্রে বল 0.2-0.3 MPa এ 1.5-3.0 L/m·s পরিষ্কার দ্রবণ সরবরাহ করে এবং সাধারণ পাত্রের জন্য উপযুক্ত, যখন একটি ঘূর্ণায়মান জেট হেড ভারী ময়লা, অভ্যন্তরীণ কয়েল বা বড় ব্যাসের পাত্রের জন্য প্রয়োজন হয়, কারণ স্প্রে বল কেবল ভেজা করে এমন ফিল্মকে ইম্পিঞ্জিং জেট যান্ত্রিকভাবে সরিয়ে দেয়। CIP রিটার্ন পাত্রের নীচের অংশকে প্লাবিত করা এড়াতে আকার দিতে হবে এবং গরম কস্টিক এর পরে ঠান্ডা রিন্স করার সময় ভ্যাকুয়াম পতন রোধ করার জন্য পরিষ্কার করার সময় ট্যাঙ্কটি ভেন্ট করতে হবে।
• যন্ত্রপাতি এবং নিয়ন্ত্রণ: একটি মৌলিক শিল্প ফারমেন্টার তাপমাত্রা, চাপ এবং স্তর পরিমাপ করে। একটি ভাল-নির্দিষ্ট একটিতে pH এবং দ্রবীভূত অক্সিজেন সহ বাষ্প-জীবাণুমুক্তযোগ্য প্রোব, OUR এবং CTR গণনা করার জন্য অফ-গ্যাস অক্সিজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড বিশ্লেষণ, সঠিক ভর-ভিত্তিক খাওয়ানোর জন্য একটি লোড সেল বা ডিফারেনশিয়াল প্রেসার ট্রান্সমিটার এবং অ্যান্টিফোম ডোজিং চালিত একটি ফোম প্রোব যুক্ত করা হয়। অফ-গ্যাস CO2 বা pH বৃদ্ধির মতো একটি পরিমাপ করা ভেরিয়েবলের বিপরীতে ফিড প্রোফাইল স্বয়ংক্রিয় করা কোনও যান্ত্রিক আপগ্রেডের চেয়ে ব্যাচ-টু-ব্যাচ সামঞ্জস্যকে ধারাবাহিকভাবে উন্নত করে।
• বিপজ্জনক এলাকা এবং ধারণ: ইথানল এবং দ্রাবক-যুক্ত গাঁজন একটি দাহ্য বায়ুমণ্ডল তৈরি করে, যার জন্য পাত্র এবং সমস্ত বৈদ্যুতিক সরঞ্জামের ATEX বা IECEx শ্রেণীবিভাগ প্রয়োজন। একটি সাধারণ ইথানল সুবিধা পাত্রের হেডস্পেসের ভিতরে জোন 1 বা জোন 2 এবং এর চারপাশে জোন 2 হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, যা মোটর সার্টিফিকেশন, সমস্ত পরিবাহী অংশের আর্থিং এবং বন্ডিং, ভেন্টগুলিতে ফ্লেম অ্যারেস্টর এবং সীমিত অক্সিজেন ঘনত্বের নিচে অক্সিজেন রাখতে নাইট্রোজেন সহ নিষ্ক্রিয় গ্যাস ব্ল্যাঙ্কেটিং চালিত করে। নকশা পর্যায়ে এটি নির্দিষ্ট করা একটি নিরাপত্তা নিরীক্ষার পরে এটি পুনরায় ফিট করার চেয়ে অনেক কম খরচ হয়।

বিভিন্ন পণ্য বিভিন্ন নকশার অগ্রাধিকার আরোপ করে। চারটি অ্যাপ্লিকেশন পরিবার চিত্রিত করে কিভাবে কাস্টমাইজেশন পণ্য অনুসরণ করে:

• ব্রুইং এবং পানীয়: সিলিন্ড্রোকনিক্যাল পাত্রগুলি প্রভাবশালী, 60-70 ডিগ্রি কোণ সহ নির্ভরযোগ্য ইস্ট ক্রপিংয়ের জন্য, 3:1 থেকে 5:1 এর একটি অ্যাসপেক্ট রেশিও এবং গাঁজন এবং ঠান্ডা কন্ডিশনিংয়ের স্বাধীন নিয়ন্ত্রণের জন্য কোণ এবং সিলিন্ডারে একাধিক শীতল অঞ্চল। তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ টাইট, সাধারণত 8-20°C তাপমাত্রায় ±0.2°C, -4 থেকে -2°C এ গ্লাইকল সহ। Ra 0.8 µm বা তার চেয়ে ভাল পৃষ্ঠ ফিনিস, সম্পূর্ণ ড্রেনেবল নীচের অংশ এবং গাঁজন ওভারপ্রেশার এবং কোল্ড ক্র্যাশের সময় তৈরি হওয়া ভ্যাকুয়াম উভয়ের জন্য আকারের একটি প্রেসার-ভ্যাকুয়াম রিলিফ ডিভাইস অপরিহার্য।
• শিল্প এনজাইম এবং জৈব অ্যাসিড: এগুলি অ্যারোবিক, উচ্চ-কোষ-ঘনত্বের প্রক্রিয়া যেখানে অক্সিজেন স্থানান্তর এবং তাপ অপসারণ উৎপাদনশীলতা সীমিত করে। পাত্রগুলি অক্সিজেন সমৃদ্ধকরণ, ক্যাটাবোলাইট দমন করার জন্য ফিড-ব্যাচ ফিডিং এবং 0.01-0.05% ডোজিংয়ের জন্য আকারের একটি অ্যান্টিফোম সিস্টেম সহ kLa 100-200 h-1 এ চলে। যেহেতু টাইটার 100-200 g/L পর্যন্ত পৌঁছায় এবং রানের সময় ব্রথের সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়, তাই আলোড়কটিকে শুরুর পরিবর্তে শেষ-অফ-ব্যাচ অবস্থার জন্য আকার দিতে হবে এবং সান্দ্রতা বৃদ্ধির সাথে সাথে মোটরকে 20-30% পাওয়ার বৃদ্ধির জন্য সামঞ্জস্য করতে হবে।
• অ্যানেরোবিক ইথানল এবং বায়োগ্যাস: কোনও স্পার্জিং এবং কোনও জীবাণুমুক্ত অপারেশন নেই, তাই খরচ প্রভাবশালী। পাত্রগুলি বড়, 100,000-500,000 লিটার, ধীর আলোড়ন সহ যা কেবল কঠিন পদার্থ স্থগিত করতে এবং স্তরবিন্যাস প্রতিরোধ করতে যথেষ্ট, 30-38°C তাপমাত্রাকে ±1°C এর মধ্যে রাখতে বাহ্যিক শীতলীকরণ এবং শিখর গ্যাস বিবর্তনের জন্য আকারের CO2 হ্যান্ডলিং। ATEX শ্রেণীবিভাগ, ফোম নিয়ন্ত্রণ এবং জৈব অ্যাসিডের জন্য ক্ষয় সহনশীলতা পৃষ্ঠ ফিনিসের চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ। নন-স্টেরাইল ডিউটি 304L নির্মাণ এবং একটি মিল ফিনিস অনুমতি দেয়, যা একটি স্বাস্থ্যকর 316L পাত্রের তুলনায় মূলধন খরচ 25-40% কমিয়ে দেয়।
• খাদ্য, দুগ্ধজাত এবং প্রোবায়োটিক সংস্কৃতি: স্বাস্থ্যকর নকশা বাধ্যতামূলক এবং পরিষ্কারযোগ্যতা স্পেসিফিকেশন চালিত করে: ঢালু এবং সম্পূর্ণ ড্রেনেবল নীচের অংশ, L/D এর 2 এর উপরে কোনও মৃত পা নেই, ডায়াফ্রাম ভালভ, অরবিটাল ওয়েল্ড এবং Ra 0.4-0.8 µm এ ইলেক্ট্রো-পালিশড 316L। প্রক্রিয়াগুলি মেসোফিলিক সংস্কৃতির জন্য 30-45°C এবং থার্মোফিলিক দই সংস্কৃতির জন্য 42-45°C তাপমাত্রায় চলে, কোষের কার্যকারিতা রক্ষা করার জন্য 1.5 মি/সে টিপ স্পিডের নিচে মৃদু আলোড়ন সহ, এবং একটি সংজ্ঞায়িত সময় এবং তাপমাত্রা সীমার মধ্যে প্রোটিন এবং চর্বি অবশিষ্টাংশ অপসারণের জন্য CIP চক্রগুলি বৈধ করা হয়েছে।

প্রশ্ন: কাস্টমাইজড ফারমেন্টারের জন্য আমার কী কাজের আয়তন নির্দিষ্ট করা উচিত?

উত্তর: মোট আয়তনের পরিবর্তে কাজের আয়তন নির্দিষ্ট করুন এবং প্রয়োজনীয় টার্নডাউন উল্লেখ করুন। কাজের আয়তন হল যা প্রক্রিয়া ব্যবহার করে; মোট আয়তন হল কাজের আয়তন এবং 20-30% হেডস্পেস যা ফোম, গ্যাস বিচ্ছিন্নকরণ এবং তাপীয় প্রসারণের জন্য। টার্নডাউন গুরুত্বপূর্ণ কারণ একটি পাত্র যা বীজ ফারমেন্টার হিসাবেও কাজ করে বা ছোট ট্রায়াল ক্যাম্পেইন চালায় তার জন্য একটি আলোড়ক এবং স্পার্জার প্রয়োজন যা নামমাত্র স্তরের 30-40% এ কার্যকর থাকে, যার জন্য সাধারণত শ্যাফটের নিচে একটি দ্বিতীয় ইম্পেলার এবং একটি ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ প্রয়োজন। উদ্ধৃতি পর্যায়ে উভয় সংখ্যা স্পষ্ট করা একটি পাত্রের সাধারণ সমস্যা এড়ায় যা পূর্ণ স্তরে ভাল এবং অর্ধেক স্তরে খারাপ পারফর্ম করে।

প্রশ্ন: আমি কীভাবে একটি মেকানিক্যাল সিল এবং একটি ম্যাগনেটিক ড্রাইভের মধ্যে সিদ্ধান্ত নেব?

উত্তর: যখন পাত্রটি 0.35 MPa এর উপরে কাজ করে, তখন সত্য স্টিম-ইন-প্লেস জীবাণুমুক্ততা নিশ্চিতকরণের প্রয়োজন হয়, বা অবিচ্ছিন্ন ক্যাম্পেইন চালায় যেখানে ইন-প্লেস সিল পরিষেবাযোগ্যতা মূল্যবান তখন একটি জীবাণুমুক্ত বাধা তরল সহ একটি ডাবল মেকানিক্যাল সিল বেছে নিন। যখন জীবাণুমুক্ততা নিশ্চিতকরণ এবং লিক নির্মূল করা প্রধান উদ্বেগ, যখন পণ্যটি এত মূল্যবান যে একটি দূষণ ঘটনা বিপর্যয়কর, বা যখন পাত্রটি প্রায় 0.6 MPa এর নিচে মাঝারি চাপে কাজ করে তখন একটি ম্যাগনেটিক ড্রাইভ বেছে নিন। ম্যাগনেটিক ড্রাইভগুলি প্রাথমিকভাবে 20-40% বেশি ব্যয়বহুল এবং একটি সংজ্ঞায়িত বিরতিতে বিয়ারিং প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয়, তবে তারা সিল জল বা বাধা তরল সিস্টেম, এর পর্যবেক্ষণ এবং এর দূষণ ঝুঁকি সম্পূর্ণভাবে সরিয়ে দেয়।

প্রশ্ন: কী কারণে ফোমের সমস্যা হয় এবং পাত্রটি কীভাবে সেগুলি পরিচালনা করবে?

উত্তর: প্রোটিন, সার্ফ্যাক্ট্যান্ট বা ব্রথের পলিস্যাকারাইড দ্বারা স্থিতিশীল গ্যাস স্পার্জ করার সময় ফোম তৈরি হয় এবং এটি 1.0 vvm এর উপরে উচ্চ বায়ুচলাচল হার এবং 50 g/L এর উপরে উচ্চ কোষের ঘনত্বে গুরুতর হয়ে ওঠে। এর ফলে কাজের আয়তন হ্রাস, নিষ্কাশন ফিল্টার বন্ধ হয়ে যাওয়া এবং ভেন্ট লাইনের মাধ্যমে দূষণের ঝুঁকি দেখা দেয়। পাত্রটি একটি পরিবাহী ফোম প্রোব সহ স্বয়ংক্রিয় অ্যান্টিফোম ডোজিংয়ের সাথে যুক্ত, পর্যাপ্ত হেডস্পেস 25-30%, 0.2 µm হাইড্রোফোবিক ফিল্টার সহ একটি ওভারসাইজড নিষ্কাশন লাইন এবং ঐচ্ছিকভাবে আলোড়ক শ্যাফটে একটি মেকানিক্যাল ফোম ব্রেকার সহ নির্দিষ্ট করা উচিত। একটি সামান্য বড় পাত্র নির্দিষ্ট করা প্রায়শই স্থায়ীভাবে হ্রাসপ্রাপ্ত কাজের আয়তন নিয়ে বেঁচে থাকার চেয়ে সস্তা।

প্রশ্ন: কাস্টমাইজড ফারমেন্টারে পরিষ্কার করা কীভাবে বৈধ করা হয়?

উত্তর: বৈধতা একটি রাইবোফ্লাভিন কভারেজ পরীক্ষা দিয়ে শুরু হয়: অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠগুলি একটি ফ্লুরোসেন্ট দ্রবণ দিয়ে স্প্রে করা হয়, শুকানোর অনুমতি দেওয়া হয়, তারপর স্ট্যান্ডার্ড CIP চক্রের অধীন হয় এবং ছায়াযুক্ত এলাকা নির্দেশ করে এমন অবশিষ্ট ফ্লুরোসেন্সের জন্য অতিবেগুনী আলোতে পরিদর্শন করা হয়। কভারেজ নিশ্চিত হয়ে গেলে, তিনটি ধারাবাহিক চক্র চালিয়ে এবং চূড়ান্ত রিন্স জল পরিবাহিতা, মোট জৈব কার্বন 500 ppb এর নিচে এবং একটি নির্দিষ্ট পদ্ধতি যেমন প্রোটিন বা কার্বোহাইড্রেট অ্যাসাই দ্বারা লক্ষ্য অবশিষ্টাংশের অনুপস্থিতির জন্য পরীক্ষা করে পরিষ্কারের কার্যকারিতা বৈধ করা হয়। ব্যাফেলের পিছনে, ইম্পেলারের নীচে এবং ভেন্ট নজেলের মতো সংজ্ঞায়িত সবচেয়ে খারাপ-পরিস্থিতির অবস্থানগুলির সোয়াব টেস্টিং প্রমাণ প্যাকেজটি সম্পূর্ণ করে।