생물반응기는 생물학적 반응을 가능하게 하는 장치입니다. 생물 반응기에는 식물 세포 생물 반응기, 조류 생물 반응기, 포유류 세포 생물 반응기 등이 있습니다. 제품을 잘 발효하려면 공정 매개변수를 엄격하게 제어해야 합니다. 오늘은 온도조절과 PH값 조절에 대해 알아보겠습니다.
1. 생물 반응기 온도 제어
생물 반응기 온도는 박테리아의 성장, 항생제 및 용존 산소의 합성과 밀접한 관련이 있는 발효 과정 동안 배양 배지에서 효소 반응 속도 및 산소 용해도에 영향을 미칩니다. 생물 반응기 온도 제어에는 주로 가열 및 냉각 제어가 포함됩니다. 가열 용량은 프로세스에 의해 계산됩니다. 냉각능력이란 가열 또는 살균한 후 규정된 냉각시간 이하에서 요구되는 냉각능력을 말한다.
생물 반응기 온도 제어는 히터와 냉각수 솔레노이드 밸브로 구성됩니다. 발효 탱크의 온도가 특정 설정 값보다 낮거나 높으면 시스템이 자동으로 히터(또는 냉각수 솔레노이드 밸브)를 켭니다.
파이프 라인의 길이, 중간 압력 및 압력 손실을 계산해야만 열교환 튜브의 직경을 결정할 수 있으며 제어 밸브의 직경을 결정할 수 있습니다. 제어 밸브의 직경은 주요 매개변수로 배양 온도의 제어 변동을 기반으로 합니다. 배양온도의 제어변동량을 변수로 계산하면 60%~80%의 개방도가 안정적인 값으로 설정되는 경우가 많다. 살균 가열 시간을 고려하여 값을 더 낮출 수 있고 배양 온도 조절의 변동이 더 커질 수 있습니다.
고온 및 저온 재킷이 있는 온도 제어 시스템에서 위에서 언급한 공정 매개변수가 적절하게 계산되면 매개변수 제어가 비교적 정확하며 프로세스 매개변수는 급등 곡선의 계산 또는 경험적 방법으로 얻을 수 있습니다. 배양과 살균을 모두 고려한 탱크 온도 제어에서는 PID 자동 제어를 사용하며 배양 온도의 변동 제어 범위는 ±0.1 °C입니다.
2. 생물 반응기 pH 값 제어
발효액의 pH는 발효 과정에서 다양한 생화학 반응의 산도와 알칼리도를 종합적으로 반영합니다.
pH 값 공급에는 두 가지 형태가 있습니다: 흐름 추가 및 적하 추가. pH 제어 및 공급 시스템은 주로 연동 펌프(또는 기타 이송 시스템)와 계량 시스템으로 구성됩니다.
칭량 시스템 외에도 이러한 제어 시스템은 액체 레벨로 인한 압력 변화를 포함하여 바이오 발효기 간의 압력 차이에 의해 크게 영향을 받습니다. 칭량 시스템은 또한 액면의 변동에 의해 영향을 받으므로 발효기 크기, 직경 대 높이의 비율 및 용도에 따라 다릅니다.
현재 pH 조절 장치는 산 첨가 연동 펌프와 알칼리 첨가 연동 펌프로 구성되어 있습니다. pH 값이 설정 값보다 높으면 시스템은 자동으로 산 첨가 연동 펌프를 시작하고 설정 값까지 시간 비례 방식으로 산성 액체를 발효 탱크에 공급합니다. pH가 설정 값보다 낮으면 알칼리 연동 펌프를 가동하여 조정합니다.