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溫度控制在發(fā)酵工藝的應(yīng)用
發(fā)酵指人們借助微生物在有氧或無(wú)氧條件下的生命活動(dòng)，制備微生物菌體本身或者直接代謝產(chǎn)物或次級(jí)代謝產(chǎn)物的過程，廣泛應(yīng)用于乳制品、飲料、生物工程、制藥、精細(xì)化工等行業(yè)和學(xué)科領(lǐng)域。
發(fā)酵系統(tǒng)
發(fā)酵系統(tǒng)通常由滅菌系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、發(fā)酵罐和空氣動(dòng)力系統(tǒng)組成。其中對(duì)發(fā)酵工藝起到重要影響作用的是各項(xiàng)參數(shù)控制，主要控制因素就是溫度變化，溫度控制的穩(wěn)定和精確將直接影響發(fā)酵工藝的質(zhì)量。
如何為發(fā)酵罐應(yīng)用選擇正確的溫度控制，需要考慮：
● 發(fā)酵罐尺寸和罐內(nèi)物體質(zhì)量
● 所需的工作溫度范圍
● 升降溫時(shí)間/功率要求
● 發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的熱量等
(圖1：生物發(fā)酵罐裝置組合)
針對(duì)發(fā)酵工藝不同階段的溫控解決方案
（圖2：工藝示意圖）
01
工業(yè)生產(chǎn)階段——快速響應(yīng)溫度變化
工業(yè)生產(chǎn)一般采用大型發(fā)酵罐，在發(fā)酵過程中會(huì)釋放大量的發(fā)酵熱，導(dǎo)致提升和降低溫度比較困難。Huber提供大功率冷水機(jī)組，根據(jù)罐內(nèi)物料的溫度控制要求相應(yīng)調(diào)節(jié)夾套溫度，不會(huì)使兩者的溫差變得很大，從而避免了溫度過低/過高的情況。
Unichiller-H和Unichiller-EO-H是普遍適用的機(jī)型。
當(dāng)然，選擇溫度控制設(shè)備時(shí)， 需要考慮發(fā)酵不同時(shí)期的溫度需求。除了Huber Unichiller-H和Unichiller-EO-H這兩個(gè)機(jī)型外，Unichiller-T-H系列也是搭配發(fā)酵罐的常用裝置。
02
產(chǎn)品儲(chǔ)存階段——長(zhǎng)時(shí)間維持穩(wěn)定溫度
經(jīng)過生產(chǎn)后的產(chǎn)品需要轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)存容器，并維持特定的溫度。Huber提供7天24小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間操作，確保溫度的穩(wěn)定性以及良好且一致的循環(huán)結(jié)果。
03
發(fā)酵工藝完成后，需對(duì)生物反應(yīng)器使用@120℃的蒸汽進(jìn)行清潔。清洗前，必須排空夾套中的導(dǎo)熱液體，以防止發(fā)生增壓。完成清潔后，需將導(dǎo)熱液體循環(huán)回反應(yīng)釜夾套層儲(chǔ)存/外掛膨脹箱，可根據(jù)實(shí)際的膨脹容積在當(dāng)?shù)刂圃臁?/span>
以風(fēng)冷型設(shè)備為例，機(jī)器運(yùn)行通過配備機(jī)器安靜的風(fēng)扇將噪音控制到最小。
發(fā)酵罐應(yīng)用案例分享
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Tips：發(fā)酵罐的冷卻方式通常為水冷卻，使用水作為導(dǎo)熱液體。Huber冷水機(jī)采用智能化的能源管理系統(tǒng)，可減少熱量損失、降低電力和冷卻水的運(yùn)行成本等，根據(jù)需求還可自動(dòng)調(diào)節(jié)制冷功率，做到了經(jīng)濟(jì)環(huán)保雙實(shí)現(xiàn)。
雖然發(fā)酵產(chǎn)物很常見，但其實(shí)過程本身很復(fù)雜。隨著越來(lái)越多的基因工程和對(duì)如何使用細(xì)菌、真菌和酵母等有機(jī)生物的研究，發(fā)酵對(duì)于溫度控制的需求將不斷增長(zhǎng)。
如果您正在尋找優(yōu)化發(fā)酵溫度控制的方法或?qū)ふ覕U(kuò)大發(fā)酵過程的方法，Huber樂意為您提供幫助。我們將提供各種方案，計(jì)算加熱和冷卻能力，并在發(fā)酵過程中獲得最佳結(jié)果。