Биологическое заквашивание ссылается на процесс использования организмов (обычно микроорганизмы или клетки) для того чтобы преобразовать сырье в человеческие продукты через специфические метаболически тропы под соответствующими условиями. Эти полезные метаболиты, продукты выражения протеина, и другие продукты широко использованы в фармацевтической промышленности, пищевой промышленности, энергетической промышленности, химической промышленности, земледелии, и других полях, и неотделимы от Жэньминь Жибао живут. В биологическом инженерстве заквашивания, как эффектно усилить условия лабораторных исследований и сразу приложить их к продукции всегда проблема которая беспокоит применение биологического заквашивания. Должный к много влияя на факторов биологических реакций, реакция внутри танка заквашивания закрытая реакция. Как эффектно параметры контроля так, что процесс амплификации не будет иметь удар по биологическому процессу заквашивания всегда фокус исследования в биологической индустрии заквашивания. Во время процесса амплификации биологической реакции заквашивания, государство подачи внутри изменений танка значительно с увеличением тома. Изменения в поле течения могут также привести к изменениям в ряду параметров как температура и растворенный кислород, приводящ в изменениях во всей системе реакции. Статья кратко организует и вводит влияя на факторы и параметры соответствуя контроля биологической амплификации процесса заквашивания, обеспечивая ссылку для выбора параметра в фактическом биологическом процессе амплификации заквашивания.
Факторы влияя на амплификацию биологического процесса заквашивания
1,1 перемещение массы и смешивать
Процесс перемещения массы процесс материальной передачи, и деятельности при перемещения массы в биологическом процессе заквашивания происходят одновременно с биологическими реакциями. Основные процессы перемещения массы разделены в газовожидкостную абсорбцию и жидкостное перемещение массы. Передача веществ в жидкофазовом главным образом должна к диффузии вихревых потоков управляемой активными затворами биологического танка заквашивания. В обыкновенно используемой биологической культуре заквашивания, процесс перемещения массы очень важен. Хорошее перемещение массы может обеспечить необходимые кислород, питательные вещества, и метаболиты для культуры микробных и развития клетки и. Объемный растворенный коэффициент кислорода большинств важный фактор влияя на перемещение массы, но должный к сложному полу течения внутри биологического танка заквашивания, много влияя на факторов, делая его трудным проанализировать объемный растворенный коэффициент кислорода.
Другой определяющий параметр который сразу влияет на амплификацию биологического процесса танка заквашивания смешивая процесс. Общий биологический смешивать реакции заквашивания включает жидкост-жидкость смешивая, тверд-жидкость смешивая, газовожидкостный смешивать, и газовожидкостный твердый трехфазный смешивать. Должный к росту тома танка заквашивания и росту продуктов и сырья заквашивания, смешивать внутри танка неровн. Например, смешивать веществ вверху танк заквашивания относительно трудные сравненный к дну. Научное увеличение смешивать различных веществ в танке заквашивания может улучшить эффективность биологического заквашивания.
1,2 вырезывание
Традиционный взгляд что увеличение активного тарифа биологического танка заквашивания может увеличить перемещение массы и смешивать во время процесса заквашивания. Однако, с глубоким исследованием, было найдено что много биологических отказов заквашивания причинены чрезмерной силой ножниц на материале цели биологического заквашивания, водящ к повреждению микробных и клетки. Например, в микробной системе заквашивания, чрезмерная сила ножниц может причинить вред к росту бактериального тела; Низкая сила ножниц не благоприятна для того чтобы клокотать обрыв и не влияет на эффективность распространения воздуха. Как научно увеличить смешивать различных веществ в напряжении сдвига танка и управления заквашивания внутри приемлемый ряд для микроорганизмов и клеток важный фактор в процессе амплификации заквашивания.
1,3 передача тепла
Температура также важный фактор в биологическом процессе заквашивания. Контроль температуры биологических танков заквашивания главным образом достиган через слой куртки. Однако, как том внутри больших биологических повышений танка заквашивания, поверхностная зона в блок нагревая уменшений. Поэтому, эффективность передачи тепла сразу повлияет на эффективность продукции биологических веществ цели заквашивания.
1,4 другие факторы
Другие факторы в процессе амплификации биологических танков заквашивания которые могут повлиять на процесс заквашивания, как параметры replenishment воздуха, питаясь скорость, и установки входа образца, который может совсем повлиять на процесс заквашивания. Сбор для обработки ограничений, типа биологических танков продукции заквашивания не может обнаружить концентрацию различных субстратов, продуктов, и метаболитов в реальное временя как биологический процесс заквашивания в лаборатории. Поэтому, критическое научно конструировать скорость и количество питаться и входа. В то же время, необходимо всесторонне рассматривать явную скорость газа для материального replenishment и replenishment воздуха для избежания явления «жидкостный затоплять».
2 основного управляющего параметра биологических методов процесса заквашивания
2,1 смешивать
Обыкновенно используемый смешивая режим пошевеленных биологических танков заквашивания вращение активного затвора для того чтобы управлять смешивать всей жидкости заквашивания. Контроль танка заквашивания шевеля параметры главным образом достиган через управление скоростью. Управление скоростью не должно только рассматривать увеличить скорость и улучшить смешивая эффективность, а также контролирует скорость внутри разумный ряд. Завышенная скорость может привести к увеличенному тепловыделению, увеличенной силе ножниц на клетках, и отказу заквашивания. К тому же, исследование находило что форма течения системы тома заквашивания, выбор шевелить затворы, и диаметр могут совсем повлиять на эффективность биологического заквашивания. В процессе широкомасштабного биологического заквашивания, в дополнение к вращательной скорости, выбор шевелить тип затвора и пространственное положение также очень важен. Необходимо выбрать соотвествующий активный тип затвора основанный на жидких свойствах материала культуры. В настоящее время, аксиальный поток сочетания из и затворы радиальной подачи обыкновенно использованы, который совмещает микро- жидкостные полы течения подачи и макроса для того чтобы улучшить степень материала смешивая во всей биологической системе заквашивания. Смешивая затвор вообще принимает нижний тип стекания и верхний тип аксиального потока, который может эффектно обеспечить что питательные вещества добавили к верхней части быстро распределены ко дну танка под действием slurry аксиального потока, и воздух введенный ко дну танка можно также рассеивать своевременно, обеспечивающ общие циркуляцию и подачу всего танка, обеспечивая соответствующую окружающую среду для всего микробного заквашивания.
2,2 температура
Биологический танк заквашивания вообще на ℃ 26~37 в зависимости от типа будучи культивированным бактерий, пока культивирование особенных бактерий может находиться на ℃ 65. Во время процесса амплификации процесса заквашивания, температурное поле внутри всего танка заквашивания пройдет значительные изменения. В мелкомасштабных и пилотных этапах, должных к небольшому размеру танка, температурное поле относительно равномерно. В типе танке продукции заквашивания, зонды температуры танка заквашивания обычно распределены в нижней части танка, с длиной 100mm, и выдерживая часть в жидкости заквашивания 50-60mm. Топление и охлаждая методы биологических танков заквашивания обычно унесены через слой воды куртки, поэтому эффективность передачи тепла танка заквашивания сразу влияет на распределение по температурам внутри всего танка. Температура слоя воды куртки и значение дисплея температуры зонда температуры танка заквашивания не могут поистине отразить температуру жидкости в танке заквашивания. Научно аранжировать зонды температуры и научно устанавливать температуру заквашивания основанный на коэффициенте передачи тепла системы заквашивания могут эффектно обеспечить температуру реакции.
2,3 другие химические параметры
Контроль химических параметров в биологическом заквашивании, как значение пэ-аш и растворенный кислород, может иметь удар по результатам заквашивания. Принимать растворенным параметрам кислорода в качестве примера, в аэробных биологических процессах, кислород важное питательное вещество для микробного роста. Однако, должным к своей нижней растворимости, кислороду будет ключевой субстрат для биохимических процессов. Поэтому, поддержание адекватной поставки кислорода от участка газа к жидкофазовому критическое. В теории, увеличивая вентиляция и увеличение столбца культурной среды могут эффектно увеличивать время пузырей в культурной среде и улучшать газовожидкостную эффективность обменом. Однако, эти параметры также ограничены ценой танка заквашивания, и степень и размер рассеивания пузыря могут также повлиять на эффективность распространения кислорода. Поэтому, необходимо всесторонне рассматривать различные факторы и обеспечивать самый соответствующий метод амплификации проекта процесса.
3. Масштабирование вверх по методу для биологического процесса заквашивания
3,1 эмпирический метод амплификации
Шкалирование вверх по процессу традиционных биологических процессов заквашивания главным образом основано на традиционных эмпирических сведениях. В биологическом процессе заквашивания, серия параметров как скорость, расположение, тариф вентиляции воздуха, расход потока питания, и другие химические параметры активных затворов могут повлиять на выход заквашивания. Потребители выберут подобные процессы заквашивания основанные на предыдущих или других установках процесса заквашивания, и отборные соответствуя параметры амплификации процесса заквашивания; Альтернативно, основанный на традиционном опыте, динамику жидкостей и газов в танке заквашивания можно предсказать, и различные параметры внутри танка можно геометрически увеличить пока поддерживающ, что их относительные положения расширили том заквашивания. Эмпирические методы амплификации главным образом фокусируют на определяющих параметрах внутри система заквашивания, как объемный коэффициент перемещения массы, расход энергии объема блока, смешивая время, этот метод etc. обычно только соответствующий для простой амплификации и не может эффектно предсказать динамику жидкостей и газов и кинематические характеристики в танках заквашивания.
3,2 метод амплификации основанный на вычислительной динамике жидкостей и газов
Вычислительная динамика жидкостей и газов (CFD) ссылается на симуляцию и вычисление жидких законов движения в машинном на микроскопических уравнениях как перемещение массы, передача момента, и перекачка энергии в жидких механиках. Сравненный с experiential биологическими схемами процесса заквашивания, используя технологию симуляции CFD имеет характеристики независимости низкой цены и размера, и широко использует в поле жидкого инженерства. Симуляция CFD главным образом имитирует пол течения, шевелящ силу, и задержку газа внутри биологического танка заквашивания. В то же время, растворенная модель перемещения массы кислорода соединена в газовожидкостной модели двухфазовой подачи биологического танка заквашивания, который может сымитировать растворенный процесс перемещения массы кислорода и биохимический процесс реакции во время такого же процесса заквашивания.
С развитием вычислительной технологии симуляции, CFD все больше и больше приложен в симуляции биологических процессов амплификации заквашивания. Однако, должный к сложности газовожидкостной двухфазовой подачи, более дальнеишему исследованию на параметрах как задержка газа и пузырям в процессе прогноза все еще.
Заключение 4
Процесс биологического заквашивания сложный и multifactorial процесс. Хотя традиционные пошевеленные биореакторы танка относительно просты в структуре, фактический процесс жидкости внутри танка заквашивания очень сложен в фактическом процессе реакции. Особенно в процессе амплификации биологического заквашивания, множественным факторам нужно всесторонне быть рассмотренным для методологической амплификации. Традиционный experiential процесс амплификации может только выполнить простую амплификацию и не может поистине сымитировать реальные данные различных систем в танке заквашивания. В дополнение к обеспечению что окружающая среда роста продуктов заквашивания последовательна с лабораторией, внимание должно также быть обращено сбережения энергии. Основанный на вычислительной динамике жидкостей и газов, больше научный анализ и методов симуляции могут более точно предсказать и сымитировать биологический процесс амплификации заквашивания, обеспечивающ эффективные основу и ссылку для выбора биологических процессов амплификации заквашивания.
Шанхай за фокусами машинного оборудования на дизайне и изготовлять biopharmaceutical технологических линий. Наши клиенты обнаружены местонахождение по всему миру, и они достигали их собственного успеха в различных рынках. Свяжитесь мы теперь для того чтобы получить самые последние решения и цены дизайна производственной линии.