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流量計在生物發(fā)酵連續(xù)補料中的應用
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流量計在生物發(fā)酵連續(xù)補料中的應用

返回列表 來源:華恒儀表 手機查看內容 瀏覽:1 發(fā)布日期:2022-06-22

  生物發(fā)酵工程是生物工程的重要組成部分,采用工程技術手段,利用生物(主要是微生物)和有活性的離體酶的某些功能,為人類生產有用的生物產品,或直接用微生物參與控制某些工業(yè)生產過程的一種技術。主要產品有:食品類、酒精、抗生素類、維生素類、氨基酸類、酶制劑類、生物農藥以及醇類等。

流量計在生物發(fā)酵連續(xù)補料中的應用

  發(fā)酵工程從工程學的角度把實現(xiàn)發(fā)酵工藝的發(fā)酵工業(yè)過程分為菌種、發(fā)酵和提煉等三個階段,這三個階段都有各自的工程學問題,一般分別把它們稱為發(fā)酵工程的上游、中游和下游工程。

  發(fā)酵工程中的中游工程發(fā)酵是其非常重要的部分,發(fā)酵生產過程機理十分復雜,要實現(xiàn)低投入高產出的目的,必須有效控制維持罐內的物理、化學條件,使微生物細胞呈現(xiàn)出非常佳的性能,生成和積累大量產物。所以就需要連續(xù)補料控制、加酸、加堿調節(jié)維持微生物的非常佳性能,需要流量計滿足滅菌要求、耐酸堿腐蝕、連續(xù)補料準確等性能。

  以抗生素為例,抗生素是微生物次級代謝的產物,而發(fā)酵中期則是菌絲代謝和分泌抗生素的旺盛期。到了發(fā)酵中后期,部分營養(yǎng)物消耗接近完畢,發(fā)酵液中的廢料越來越多,菌體逐漸趨向衰老并自溶。通過補料措施,能夠適當控制和掌握發(fā)酵條件使生產菌在分泌階段有足夠而不過剩的養(yǎng)料,維持其正常的代謝活動和大量地分泌代謝產品。一般根據補充料的性質不同可分為補充碳元、氮元、無機鹽、水、前體等。

  目前國外發(fā)酵生產過程連續(xù)補料有采用流量計。電磁流量計和質量流量計,質量流量計計量,使用流量計計量可以測量物質的密度,更好的評估補料后的效果,然后通過小型電動或者氣動隔膜調節(jié)閥來實現(xiàn)連續(xù)補料的控制。由于微生物在發(fā)酵周期中對各種補充物的需求量并不是線形或階段添加的,所以在補料分批(fed &ndash; batch culture 簡稱 FBC)培養(yǎng)過程中,間歇或連續(xù)地補加一種或多種成分的新鮮培養(yǎng)基的培養(yǎng)方法是優(yōu)于傳統(tǒng)的分批集中補料培養(yǎng)的。這樣我們可以優(yōu)化罐內產物小環(huán)境,調配罐內的 PH、DO 以及尾氣等相關化學量。而且可以實現(xiàn)放料和補料同步,放出發(fā)酵后期的發(fā)酵液,補充一部分新鮮的營養(yǎng)液,有利于提高產物產量,降低成本,使發(fā)酵指數(shù)大幅提高。

  以下為某產物的對比數(shù)據(可以看到連續(xù)補料明顯好于分批集中補料):

  注:CPC 得率 =(開始流加以后)CPC 的增加量 / 某產物流加量為了優(yōu)化發(fā)酵罐內的小環(huán)境,我們需要監(jiān)控許多參數(shù)。通過各種計量儀表,跟蹤相關參數(shù),然后根據自己對產物需要參數(shù)的經驗,調整優(yōu)先順序,不斷優(yōu)化工藝流程。三暢sanchang解決方案包括以下。

  電磁流量計:測量循環(huán)水流量及控制 PH 值的酸堿液流量。

  質量流量計:測量營養(yǎng)物、阻沫劑、積液等電導率低或精度要求較高的介質。

  雷達液位計:測量發(fā)酵罐內液面高度。

  渦街、轉子流量計:二氧化碳、氮氣、氧氣等進出發(fā)酵罐的氣體的測量。

  其 他:溫度、壓力、PH、溶氧等。

  電磁流量計SCLDE系列

  多種襯里、電極材質及電極形式選擇,滿足各種腐蝕性及耐磨損要求,獨有的低噪聲電極適用于各種漿料及纖維介質。提供種類全面的電磁流量計:非滿管、低電導率、插入式、高壓型、電池供電等。工廠擁有大口徑高達 DN3000 的水流量標定裝置,確保測量的準確性。

  質量流量計系列

  針對不同工況提供多種形式的質量流量計:直管質量流量計無阻流部件,可以提供多種測量管材質、耐磨損、壓損小、自排空技術易于排污、清洗,滿足衛(wèi)生等級要求并且可以提供衛(wèi)生認證。彎管質量流量計提供更寬的溫度壓力范圍。可以直接測量質量流量、密度和溫度,也可以間接計算體積流量和濃度、糖度。專利的自適應傳感技術(AST)避免工藝管道震動對儀表的影響。

  雷達液位計

  SC-LD系列導波雷達液位計,達測量天線接觸介質,信號通過天線傳到液面,實現(xiàn)可靠測量,可以測量電導率較低的介質,且測量不受霧氣、泡沫等的影響。OPTIWAVE 系列非接觸雷達液位計,測量天線不與測量介質接觸,不受攪拌等特殊工況的影響。調頻連續(xù)波(FMCW)方式連續(xù)不間斷的監(jiān)測儲罐,高頻雷達測量范圍較大。

  如今,連續(xù)補料控制技術在國外的運用日臻成熟,而且國內一些新建項目以及菌種對生長環(huán)境有挑剔要求的場合也已經開始在使用,相信隨著國內廠家對產品品質的要求不斷提高,以及工業(yè)自動化意識的加強,生物行業(yè)會越來越多地將連續(xù)補料控制方式運用到生產之中。


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