Máy lên men là thiết bị cốt lõi của nuôi cấy vi sinh vật và lên men sinh học, cần bốn thiết kế cốt lõi xung quanh cấu hình cấu trúc, hệ thống kiểm soát nhiệt độ, điều chỉnh PH và điều chỉnh quá trình, đảm bảo sự phát triển trao đổi chất của vi sinh vật trong môi trường thích hợp, đồng thời kết nối hạ lưu tách quá trình tinh khiết.
Bao gồm các thành phần lên men nuôi dưỡng toàn bộ nhu cầu quy trình, các thành phần chính và vai trò như sau:
-
Thành phần chức năng: Chứa điện cực nhiệt độ (theo dõi nhiệt độ trong bể theo thời gian thực), cổng tiêm chủng (vi khuẩn truy cập vô trùng), phần tử lọc không khí (lọc tạp chất đầu vào, đảm bảo môi trường vô trùng), cổng bổ sung (bổ sung nguồn carbon, nguồn nitơ và các chất dinh dưỡng khác), cửa sổ (quan sát trạng thái lên men trong bể), động cơ khuấy (môi trường hỗn hợp, nâng tiếp xúc oxy), cổng xả (xả vật liệu sau khi lên men hoàn thành);
-
Thành phần kiểm soát nhiệt độ: Được trang bị áo khoác hơi nước (thông qua nước hoặc hơi nước để điều chỉnh nhiệt độ), máy lên men trong suốt trong phòng thí nghiệm cần được giữ ấm với chăn cách nhiệt, thiết bị hiện trường duy trì nhiệt độ ổn định thông qua thiết kế cách nhiệt.
Nuôi cấy vi sinh vật đòi hỏi nhiệt độ không đổi (thường được kiểm soát ở khoảng 30 ℃), và máy lên men đạt được kiểm soát nhiệt độ thông qua "áo khoác hơi nước+biện pháp cách nhiệt":
-
Áo khoác hơi nước: thông qua đường ống vào nước hoặc hơi nước, điều chỉnh chính xác nhiệt độ bên trong bể;
-
Thiết kế cách nhiệt: Chăn cách nhiệt được bảo quản nhiệt cho bể trong suốt trong phòng thí nghiệm, thiết bị cấp công nghiệp giảm mất nhiệt độ thông qua lớp cách nhiệt, tránh biến động nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật.
Quy định PH của máy lên men cần phân biệt giữa "giai đoạn lên men" và "giai đoạn hạ lưu", sự khác biệt cốt lõi như sau:
-
Giai đoạn lên men: Vi sinh vật (ví dụ như vi khuẩn, tế bào) cần tăng trưởng môi trường trung tính (PH-metallic dễ ức chế hoạt động, metallic có thể dẫn đến cái chết của các loài nấm), một số chủng sản xuất axit sau này sẽ hơi lệch axit, cần điều chỉnh theo yêu cầu; Môi trường và nước làNước pha vô cơ， Điều khiển pH cần phù hợp với đặc tính pha vô cơ;
-
Giai đoạn hạ lưu: tách và tinh khiết, cô đặc và các quá trình khác liên quan đếnpha hữu cơ (như chiết xuất hóa học)， Nhiệt độ điều khiển PH chủ yếu là 70-80 ℃ (một phần cao hơn/thấp hơn), cần chọn thiết bị PH phù hợp với pha hữu cơ, và thiết bị PH giai đoạn lên men được sử dụng một cách khác biệt.
Chất lỏng lên men là chất vô cơ pha nước, hạ lưu tinh xảo tổng hợp, chiết xuất liên kết chuyển thành pha hữu cơ, cần chú ý hai điểm:
-
Lựa chọn thiết bị: quá trình pha hữu cơ hạ lưu cần chọn các thành phần phù hợp với môi trường hữu cơ, tránh trộn lẫn với thiết bị pha vô cơ trong giai đoạn lên men;
-
Kết nối thông số: Sau khi quá trình lên men hoàn thành, pH, nhiệt độ cần được điều chỉnh theo yêu cầu của quá trình hạ lưu để đảm bảo hiệu quả tách và tinh khiết và chất lượng sản phẩm.