生物发酵系统

概述

生物发酵系统是一种通过集成传感器、控制器和执行器实现微生物发酵过程精准调控的集成化设备，其核心功能包括温度、pH值、溶氧量、搅拌转速、泡沫、液位、空气流量等参数的在线监测与自动调节。系统通常采用316L不锈钢或高硼硅玻璃材质，配备触摸屏操作界面和可编程控制器，支持数据存储、在线灭菌及补料等功能。

生物发酵系统的组成

两大系统组成:生物发酵主系统设备和与之配套的辅助系统设备(亦称发酵支持系统)。

1.生物发酵主系统:由菌种保存、解冻复活、移种、生物培养器(发酵罐)及其支持控制系统、培养基的配制与灭菌以及输送系统组成;

2.生物发酵的辅助系统:是由与之相关联的工艺用水系统(纯化用水及注射用水)、无菌压缩气体系统(空气,氮气,CO2气体等)、固液分离系统(如离心分离、膜过滤、板框过滤等)、发酵液的收集系统、发酵液的贮存与冷藏等组成。

生物发酵系统相关设备

1.发酵罐：核心设备，采用不锈钢与高硼硅玻璃组合结构，配备夹套和保温层，支持温度调控。

2.搅拌装置：包括涡轮推进桨、四宽叶桨等，确保微生物与原料充分混合，提高发酵效率。

3.控温系统：通过向夹套内通入蒸汽或冷冻水实现温度调节，支持宽温域控制。

4.进气过滤系统：采用双级过滤设计，滤芯确保空气无菌，支持单级或双级过滤切换。

5.尾气调节系统：配备尾气冷凝器、加热器和过滤器，实现尾气处理与再利用。

6.补料系统：采用蠕动泵进行连续流加，支持热敏性物料在线除菌过滤。

7.CIP/SIP系统：实现发酵罐及管道的在线清洗与灭菌，确保生产环境无菌。

生物发酵系统流程

生物发酵的过程是一组涉及多相、多组分、非线性的生物化学反应,也是一组群体性的生物生长过程,是人们把预先选定的微生物或动植物细胞在一组密闭的系统中按其生长规律与生长发育条件的代谢过程。

应用领域

1.食品饮料：生产酸奶、酱油、醋等调味品，以及酵母提取物、维生素等食品添加剂。

2.医药化工：生产抗生素、疫苗、氨基酸、有机酸等药物及化工产品。

3.化妆品：利用真菌发酵、细菌发酵等技术，开发美白、保湿、抗衰等功效的化妆品原料。

4.环保领域：处理猪粪、废水等污染物，生成有机肥或实现废水净化。

5.农业饲料：生产酵母益生菌、酶制剂等饲料添加剂，提高动物健康水平和饲料效率。