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智能發(fā)酵罐可有效保護(hù)人身及設(shè)備安全

  由于生物反應(yīng)和機(jī)械攪拌都是放熱過(guò)程，多數(shù)生物反應(yīng)體系在運(yùn)行期間需要冷卻，就地滅菌后的培養(yǎng)基更要求快速冷卻。對(duì)智能發(fā)酵罐通常采用罐內(nèi)安裝的冷卻盤(pán)管或采用夾套式發(fā)酵罐進(jìn)行溫度控制，智能發(fā)酵罐熱交換器多采用夾套作為換熱裝置。對(duì)智能發(fā)酵罐，盤(pán)管的冷卻效率要遠(yuǎn)高于夾套，而且傳熱面積可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)，但它要占用反應(yīng)器空間，并使反應(yīng)器清洗和滅菌更加困難。為了強(qiáng)化傳熱，智能發(fā)酵罐夾套可以設(shè)計(jì)成蜂窩狀以增加冷卻介質(zhì)的流速，這樣可以彌補(bǔ)傳熱面積不足的限制。有時(shí)細(xì)胞培養(yǎng)的開(kāi)始階段和結(jié)束階段由于細(xì)胞產(chǎn)生的代謝熱不足以維持生物反應(yīng)器內(nèi)的適溫度，需要通過(guò)熱交換器加熱。大型發(fā)酵罐培養(yǎng)基的就地滅菌一般采用直接向反應(yīng)器中通入高壓水蒸汽的方法實(shí)現(xiàn)快速加熱，智能發(fā)酵罐則通常采用夾套加熱或電加熱，細(xì)胞生長(zhǎng)都有適pH值，因此需要對(duì)培養(yǎng)介質(zhì)的pH進(jìn)行檢測(cè)和控制，pH控制系統(tǒng)包括pH電極、酸及堿儲(chǔ)罐、耐酸或堿的管道和泵及相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成。

      智能發(fā)酵罐根據(jù)不同生物反應(yīng)體系的實(shí)際需要，可以只加酸或加堿系統(tǒng)，也可以?xún)烧叨季邆?。在流加培養(yǎng)時(shí)，通過(guò)碳源或/和氮源的補(bǔ)料也能起到調(diào)節(jié)pH的作用。溶氧是好氧發(fā)酵體系重要的參數(shù)之一，傳統(tǒng)的智能發(fā)酵罐只是簡(jiǎn)單地通過(guò)人工調(diào)節(jié)空氣流量來(lái)實(shí)現(xiàn)溶氧控制，可滅菌的溶氧電極改變了這種情況，使溶解氧濃度也可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和控制，為及時(shí)了解智能發(fā)酵罐發(fā)酵過(guò)程的進(jìn)程及提高產(chǎn)物產(chǎn)量創(chuàng)造了條件。智能發(fā)酵罐可在線分析尾氣中的氧及二氧化碳濃度，以協(xié)助判斷發(fā)酵的過(guò)程的正常與否，對(duì)發(fā)酵動(dòng)力學(xué)及代謝流分析等都很有幫助。有些智能發(fā)酵罐發(fā)酵過(guò)程是微好氧過(guò)程，要求反應(yīng)體系保持很低的溶氧值；還有一些高好氧過(guò)程的氧消耗速率很快，造成發(fā)酵液中的溶解氧濃度很低，這些過(guò)低的溶氧值都可能是溶氧電極無(wú)法測(cè)量的。這種情況就需要安裝氧化還原電極以檢測(cè)細(xì)胞培養(yǎng)的正常與否。智能發(fā)酵罐采用全自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)處理量、溫度、氧氣、工作狀態(tài)的界面顯示，配有故障報(bào)警功能?？筛鶕?jù)物料不同，設(shè)定不同的運(yùn)行參數(shù)、模數(shù)，設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)人操作。智能發(fā)酵罐主要由發(fā)酵筒倉(cāng)、主軸傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓動(dòng)力部分、上料提升系統(tǒng)、高壓送風(fēng)系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成。