Τι είναι ένας αντιδραστήρας ζύμωσης; Σχεδιασμός, αρχές και εφαρμογές

Τι είναι ένας αντιδραστήρας ζύμωσης; Σχεδιασμός, αρχές και εφαρμογές

Απαντώντας στην βασική ερώτηση:Τι είναι ένας αντιδραστήρας ζύμωσης, και πώς αναπτύσσει μικροοργανισμούς σε πολύτιμα βιοχημικά;Ένας αντιδραστήρας ζύμωσης είναι ένα στείρο, αεριωμένο δοχείο που καλλιεργεί βακτήρια, ζύμες ή κύτταρα θηλαστικών υπό ελεγχόμενη θερμοκρασία (30-37 βαθμούς C), pH (5-7.5),και διαλυμένο οξυγόνο (DO άνω του 30% κορεσμού)Η μηχανική αναστάτωση σε 50-200 στροφές/min με αέρας που εκπέμπεται παράγει έναν ογκομετρικό συντελεστή μεταφοράς μάζας 50-400 kLa ανά ώρα, διατηρώντας πυκνότητες κυττάρων άνω των 10^9 CFU/ml.Βιομηχανικές μονάδες.5 m3 πιλοτικές δεξαμενές σε 300 m3 ζύμωση παραγωγής, που παράγουν αντιβιοτικά, ένζυμα, μπύρα και βιοαιθανόλη με αποδόσεις 80-95% μετατροπής υποστρώματος.

Βασικές αρχές λειτουργίας των αντιδραστήρων ζύμωσης

• Ελέγχος αερισμού και kLa:Ο αέρας χωρίς λάδι και η σχισμή του τροχού ορίζονται σε kLa (50-400 ανά ώρα). Οι ανιχνευτές DO τροφοδοτούνται από την ροή του αέρα και την αναστάτωση για να διατηρηθεί η αναπνοή χωρίς εμπόδια.
• Στειρή λειτουργία (SIP/CIP):Το ατμό στη θέση του σε θερμοκρασία 121-134 βαθμούς Κελσίου για 20-30 λεπτά αποστειρώνει το δοχείο.
• Παρακολούθηση του μεταβολισμού:Το online pH, το DO, το O2/CO2 των εκπομπών αερίων (OUR/CPR) και οι αντλίες τροφοδοσίας εφαρμόζουν τον έλεγχο της τροφοδοσίας των παρτίδων, αποτρέποντας την αναστολή του υποστρώματος.

Βασικοί τύποι αντιδραστήρων ζύμωσης

• Αεροποιημένος ζυθοποιός με δεξαμενή ανάμειξης:Ράστον ή HE-3 τροχούς σε ανοξείδωτο χάλυβα 0,5-300 m3; άλογο εργασίας για αντιβιοτικά, ζύμες και μονοκύτταρες πρωτεΐνες.
• Αεροαναρριχητικός ζυθοποιός:Στήλη φυσαλίδας με εσωτερικό σωλήνα άντλησης· χαμηλή κοπή ταιριάζει στα φυτικά κύτταρα και στις μυκητιασικές καλλιέργειες με 50-150 kLa ανά ώρα.
• Βιοαντιδραστήρας με μεμβράνη / κούφια ίνες:Συνεχής κατακράτηση κυττάρων για θηλαστικά και καλλιέργειες διάχυσης που χρειάζονται ήπια, υψηλής πυκνότητας ανάπτυξη.

Τύποι αντιδραστήρων ζύμωσης Συγκριτική μήτρα

Συχνές ερωτήσεις (FAQ)

Ε: Τι είναι η kLa και γιατί είναι κρίσιμη;

Α: kLa είναι ο ογκομετρικός συντελεστής μεταφοράς μάζας που περιγράφει πόσο γρήγορα εισέρχεται ο οξυγόνος στο υγρό. Η ανεπαρκής kLa λιμοκτονεί τα κύτταρα, μειώνοντας τον ρυθμό ανάπτυξης mu και τον τίτλο του προϊόντος.

Ε: Πώς διατηρείται στειρό ένας ζύμιστής;

Α: Ο ατμός SIP αποστειρώνει το δοχείο και τις γραμμές σε θερμοκρασία 121-134 βαθμούς Κελσίου, ενώ τα υδροφοβικά ή HEPA φίλτρα 0,2 μικρομέτρων αποστειρώνουν τον εισερχόμενο αέρα και παγιδεύουν τα καυσαέρια, αποτρέποντας τη μόλυνση.

Ε: Τι είναι η ζύμωση με τροφοδοσία;

Α: Τα θρεπτικά συστατικά προστίθενται σταδιακά αντί για όλα μαζί, αποφεύγοντας υψηλές συγκεντρώσεις υποστρώματος που αναστέλλουν τα κύτταρα και αυξάνοντας την τελική απόδοση στο 80-95 τοις εκατό.

Ε: Ποιο ζύμιστή ταιριάζει καλύτερα σε ευαίσθητα στα κυττάρα;

Α: Οι βιοαντιδραστήρες αερισμού και οι βιοαντιδραστήρες κούφων ινών παρέχουν χαμηλό κόψιμο, ανάμειξη με φούσκα ή με βάση μεμβράνη ιδανική για κύτταρα θηλαστικών και φυτών.