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Bioreactor Controls-I
13.2
生物反应器可精确控制温度、pH 和泡沫水平,以维持支持微生物最佳生长的条件。
生物反应器中的温度会因微生物代谢、机械搅拌和通气而升高。通常通过水浴、外部夹套或内部冷却盘管循环冷藏水来去除多余热量,从而实现温度调控。
生物反应器中的微生物代谢过程也可能改变发酵液的pH值,进而影响微生物的生长和产物得率。
通过使用缓冲液或配备可灭菌探针的自动化系统来控制 pH,这些探针可调节酸或碱的添加。在发酵过程中产生的酸通常用氨水中和。
生物反应器中的泡沫形成主要源于通气、搅拌或微生物活动。泡沫可通过机械方式(使用消泡装置)或化学方式(使用消泡剂)进行控制。
消泡剂通过降低表面张力并破坏泡沫膜来发挥作用。理想的消泡剂应无毒、可高压灭菌、不可被代谢,且不干扰氧气传递。
维持发酵罐内的最佳条件对于最大限度提高微生物生产力并确保工艺效率至关重要。本课重点介绍关键参数——温度、泡沫、pH、二氧化碳、氧气和压力——以及它们在发酵系统中的精确测量和控制策略。
温度控制
由于许多发酵过程具有放热性质,因此温度控制至关重要。在小型实验室发酵罐中,通常使用玻璃水银温度计、电阻温度…