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温度控制在发酵工艺的应用

点击次数:811 更新时间:2023-03-15





发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动,制备微生物菌体本身或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程,广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业和学科领域。


发酵系统

发酵系统通常由灭菌系统、温控系统、发酵罐和空气动力系统组成。其中对发酵工艺起到重要影响作用的是各项参数控制,主要控制因素就是温度变化,温度控制的稳定和精确将直接影响发酵工艺的质量。


如何为发酵罐应用选择正确的温度控制,需要考虑:

  发酵罐尺寸和罐内物体质量

  所需的工作温度范围

  升降温时间/功率要求

  发酵时产生的热量等


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(图1:生物发酵罐装置组合)


针对发酵工艺不同阶段的温控解决方案

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(图2:工艺示意图)


01

工业生产阶段——快速响应温度变化


工业生产一般采用大型发酵罐,在发酵过程中会释放大量的发酵热,导致提升和降低温度比较困难。Huber提供大功率冷水机组,根据罐内物料的温度控制要求相应调节夹套温度,不会使两者的温差变得很大,从而避免了温度过低/过高的情况。


Unichiller-H和Unichiller-EO-H是普遍适用的机型。

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当然,选择温度控制设备时, 需要考虑发酵不同时期的温度需求。除了Huber Unichiller-H和Unichiller-EO-H这两个机型外,Unichiller-T-H系列也是搭配发酵罐的常用装置。

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02

产品储存阶段——长时间维持稳定温度


经过生产后的产品需要转移到储存容器,并维持特定的温度。Huber提供7天24小时的长时间操作,确保温度的稳定性以及良好且一致的循环结果。


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03

工艺完成后——在线清洁(CIP) & 在线消毒 (SIP)


发酵工艺完成后,需对生物反应器使用@120℃的蒸汽进行清洁。清洗前,必须排空夹套中的导热液体,以防止发生增压。完成清洁后,需将导热液体循环回反应釜夹套层储存/外挂膨胀箱,可根据实际的膨胀容积在当地制造。


以风冷型设备为例,机器运行通过配备机器安静的风扇将噪音控制到最小。


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发酵罐应用案例分享

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CC508+40L发酵罐

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Unichiller 055Tw-H6搭配50/200/500L罐体

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Unichiller 100-H12搭配50/200L罐体


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Tips:发酵罐的冷却方式通常为水冷却,使用水作为导热液体。Huber冷水机采用智能化的能源管理系统,可减少热量损失、降低电力和冷却水的运行成本等,根据需求还可自动调节制冷功率,做到了经济环保双实现。





虽然发酵产物很常见,但其实过程本身很复杂。随着越来越多的基因工程和对如何使用细菌、真菌和酵母等有机生物的研究,发酵对于温度控制的需求将不断增长。


如果您正在寻找优化发酵温度控制的方法或寻找扩大发酵过程的方法,Huber乐意为您提供帮助。我们将提供各种方案,计算加热和冷却能力,并在发酵过程中获得最佳结果。



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