平行發(fā)酵罐是一種用于微生物發(fā)酵過程的多反應(yīng)器平臺,廣泛應(yīng)用于生物工藝、制藥、食品、環(huán)保等領(lǐng)域。它通過集成多個獨立的小型發(fā)酵罐,實現(xiàn)了在同一實驗條件下對多個樣本的同時培養(yǎng)與實驗,顯著提升了實驗效率與數(shù)據(jù)可比性。
平行發(fā)酵罐由多個獨立罐體組成,每個罐體均配備獨立的溫度、pH值、溶氧(DO)及攪拌速度控制系統(tǒng),可精確模擬不同發(fā)酵條件。這些罐體共享統(tǒng)一的自動化控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),支持實時監(jiān)測溶氧、pH、溫度、氣體成分等關(guān)鍵參數(shù),并通過軟件實現(xiàn)代謝流計算、菌體生理指標(biāo)追蹤等高級功能。其設(shè)計允許同時運行多個實驗,例如在不同罐體中測試不同培養(yǎng)基成分、接種濃度或菌株特性,從而快速篩選優(yōu)發(fā)酵條件。
平行發(fā)酵罐的操作步驟涵蓋準(zhǔn)備、滅菌、接種、發(fā)酵監(jiān)測、采樣分析等多個環(huán)節(jié),以下是詳細(xì)介紹:
1、準(zhǔn)備培養(yǎng)基:根據(jù)所選微生物的生長需求,準(zhǔn)備適合的液體培養(yǎng)基。
2、設(shè)備檢查與準(zhǔn)備:
檢查電源、空壓機、微機控制系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)等是否正常工作。
檢查系統(tǒng)上的閥門、接頭及緊固螺釘是否擰緊。
對溫度儀、調(diào)速電機、電容渦街流量計等設(shè)備進(jìn)行校正。
3、滅菌處理:
空消:在投料前,對氣路、料路、種子罐、發(fā)酵罐、堿罐、消泡罐等用蒸汽進(jìn)行滅菌,消除所有死角的雜菌,保證系統(tǒng)處于無菌狀態(tài)。
實消:當(dāng)罐內(nèi)加入培養(yǎng)基后,用蒸汽對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌。
4、接種:將微生物接種到各個平行反應(yīng)器中,每個反應(yīng)器可以使用不同的接種濃度或不同的微生物菌種。接種方法可采用火焰接種法或差壓接種法。
5、控制環(huán)境條件:通過自動化系統(tǒng)控制每個發(fā)酵罐的溫度、pH、溶氧等關(guān)鍵參數(shù)。
6、發(fā)酵過程監(jiān)測:在發(fā)酵過程中,通過傳感器實時監(jiān)測各個反應(yīng)器中的溶氧、pH、溫度、氣體成分等數(shù)據(jù),以確保反應(yīng)器的最佳運行狀態(tài)。
7、采樣與分析:在發(fā)酵過程中定期采樣,分析產(chǎn)品的濃度和其他關(guān)鍵指標(biāo)(如代謝產(chǎn)物、酶活性等)。
8、數(shù)據(jù)處理與比較:通過自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將各個反應(yīng)器的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和比較,從而得出不同條件下的發(fā)酵效果,優(yōu)化生產(chǎn)工藝。