|
راکتور تخمیر چیست؟ طراحی، اصول و کاربردها
مخمر فولاذ مقاوم للصدأ
,اصول تصميم المفاعل المخمر
,کاربردهای راکتور تخمیر
یک راکتور تخمیر کننده چیست؟ طراحی، اصول و کاربردها
جواب دادن به سوال اصلي:یک رآکتور تخمیر کننده چیست و چگونه میکروارگانیسم ها را به مواد بیوشیمیایی ارزشمند تبدیل می کند؟یک رآکتور تخمیر کننده یک ظرف استریل و گازی است که باکتری ها، مخمرها یا سلول های پستانداران را تحت دمای کنترل شده (30-37 درجه سانتیگراد) ، pH (5-7.5) ،و اکسیژن محلول شده (DO بالاتر از 30 درصد اشباع)تحریک مکانیکی در 50-200 rpm با هوای اسپری شده باعث ایجاد یک ضریب انتقال جرم حجمی 50-400 kLa در ساعت می شود و تراکم سلول را بالاتر از 10 ^ 9 CFU / ml حفظ می کند.واحدهای صنعتی از 0مخازن آزمایشی.5 متر مربع به تخمیر کننده های تولید 300 متر مربع، تولید آنتی بیوتیک ها، آنزیم ها، آبجو و بیوتانول با بازده 80-95 درصد تبدیل بستر.
اصول اصلی عملکرد راکتورهای تخمیر کننده
- **هوا و کنترل kLa:**هوا بدون روغن و اضافه کردن قطعات برش چرخ دار kLa (50-400 در ساعت) ؛ سُند های DO به جریان هوا و تحریک باز می گردند تا تنفس را بدون مانع نگه دارند.
- **عملیات نابارور (SIP/CIP):**بخار در محل در 121-134 درجه سانتیگراد برای 20-30 دقیقه ظرف را استریل می کند؛ فیلترهای استریل (0.2 میکرو متر) از هوا وارد کننده و اگزوز محافظت می کنند.
- ** نظارت متابولیک:**pH آنلاین، DO، O2 / CO2 گازی (OUR / CPR) و پمپ های تغذیه کنترل دسته تغذیه را انجام می دهند و مانع از مهار بستر می شوند.
انواع اصلی راکتورهای تخمیر کننده
- **فرمنتر مخلوط شده با هوا:**روستون یا موتورهای HE-3 در 0.5-300 m3 فولاد ضد زنگ؛ اسب کار برای آنتی بیوتیک ها، مخمر و پروتئین تک سلولی.
- **فرمنتر هوا:**ستون حباب با لوله پیشروی داخلی؛ برش پایین سلول های گیاهی و فرهنگ های میسیلی با 50-150 kLa در ساعت مناسب است.
- ** بیوراکتور غشا / فیبر توخالی:**حفظ مداوم سلول برای پستانداران و فرهنگ های پرفیژن که نیاز به رشد ملایم و چگالی بالا دارند.
انواع راکتور فرمنتر ماتریس مقایسه
| نوع تخمیر کننده | شورش | محدوده مقیاس | kLa / DO معمولی |
|---|---|---|---|
| مخزن مخلوط | ماشین آلات روشتون/HE-3 | 0.5 تا 300 متر | kLa 100-400/h، DO> 30% |
| بالا بردن با هوا | پنوماتیک (بدون گره) | 1 تا 200 متر | kLa 50-150/h، برش کم |
| فیبر پوکی | پرفیوژن، غشا | 0.01-10 متر | تراکم سلول بالا، ملایم |
| تخت ثابت | بسته بندی شده | 0.1-50 m3 | سلول های بی حرکت |
سوالات متداول (FAQ)
سوال: kLa چیست و چرا بسیار مهم است؟
ج: kLa ضریب انتقال جرم حجمی است که شرح می دهد اکسیژن چقدر سریع وارد مایع می شود؛ kLa ناکافی سلول ها را گرسنه می کند، نرخ رشد mu و عنوان محصول را کاهش می دهد.
س: چگونه یک تخمیر کننده استریل نگه می دارد؟
A: بخار SIP ظرف و خطوط را در درجه 121-134 سانتیگراد استریل می کند، در حالی که فیلترهای 0.2 میکرو متری هیدروفوب یا HEPA هوا وارد کننده را استریل می کنند و خروجی را گیر می کنند، از آلودگی جلوگیری می کنند.
سوال: تخمیر دسته بندی شده چیست؟
ج: مواد مغذی به جای یکباره به تدریج اضافه می شوند، از غلظت بالای زیربنایی که سلول ها را مهار می کند اجتناب می شود و تولید نهایی به ۸۰ تا ۹۵ درصد می رسد.
س: کدام تخمیر کننده برای سلول های حساس به برش مناسب تر است؟
ج: بیوراکتورهای با لیفت هوا و فیبر های توخالی، مخلوط کردن کم برش، حباب یا غشا را برای سلول های پستانداران و گیاهان ایده آل می کنند.
