Биореакторы (ферментеры) представляют собой технологические емкости, в которых в жидкой или на твердой среде выращивают микроорганизмы. Процесс, происходящий в биореакторе, называется ферментацией. Термин ферментация может включать и аэробные и анаэробные процессы. Продуктом являются либо сами клетки (биомасса), либо метаболит микроорганизмов.

Типовой биореактор.
Объемы от 1 литра (лабораторный) до 500 куб. м. (промышленный)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А - Входной воздушный канал. Если процесс ферментации аэробный, то он требует больших объемов стерильного воздуха. Воздух фильтруется и подается через разбрызгиватель. Пузырьки воздуха помогают перемешиванию со средой, доступу к микроорганизмам и лучшему выведению летучих отходов.

Б - Мешалка используется практически во всех биореакторах. Перемешивание среды помогает увеличивать скорость растворения кислорода, массообмена и энергетического обмена. Доставляет питательные вещества к клеткам, предотвращает слипание, повышает теплообмен между средой и охлаждающими поверхностями. Комплектация мешалки стерилизуется.

В - Лопасти мешалки механической конструкции.

Г - Входные каналы для щелочи и пеногасителя. Соединяются с датчиками, контролирующими pH и пенообразование в биореакторе. При аэрации и перемешивании из-за присутствия белков образуется пена, которая может препятствовать отбору продукта. При контакте пены с датчиком контура пеногасителя он получает сигнал и впрыскивает пеногаситель. Если при ферментации повышается кислотность, то реагирует датчик pH и добавляется щелочь.

Д - Выпускной канал. Из-за повышенного давления в ферментере канал снабжен предохранительным клапаном и датчиком давления.

Е - Канал добавления среды и посевного материала. Может использоваться для чистки сосуда.

Ж - Глушитель усиливает перемешивание и гасит образование водоворотов при вращении культуры. Повышается эффективность обогащения кислородом.

З - Охлаждающий контур снижает температуру колбы, которая повышается благодаря ферментативным процессам в сосуде.

И - Выпускной канал позволяет отбирать пробы в процессе ферментации и осуществлять непрерывный контроль процесса.

Биореактор - это сложное технологическое оборудование. Содержимое ферментаторов во время технологического процесса должно перемешиваться. Перемешивание может выполняться воздухом подаваемым со дна сосуда, либо механическим устройством.

Система управления биореатором.
Контуры управления исполнительными механизмами и сигналы обратной связи

Все операции проходят в стерильных условиях, чтобы избежать загрязнения культуры. В стерильном состоянии поддерживаются также все транспортные системы биореактора. Для этого предусматриваются процессы стерилизации среды и оборудования.

Исходные культуры микроорганизмов, которые применяются в технологическом процессе, хранят в неактивной форме. Пробу активируют, наращивают до необходимого объема и добавляют в ферментер (процесс инокуляции). В ферментере микроорганизмы размножаются, используя питательную среду.

Биореакторы (ферментеры) изготавливают из высококачественной нержавеющей стали, чтобы избежать коррозии и выделения в питательную среду токсичных солей. Все применяемое оборудование, материалы и воздух должны быть стерильными. Оборудование стерилизуется паром повышенного давления. Для более эффективной стерилизации поверхности ферментатора полируют. Среду стерилизуют перед инокуляцией, пропуская пар через систему охлаждения. Воздух стерилизуют путем фильтрации. Воздух на выходе из биореатора тоже стерилизуется по соображениям безопасности.

 

Шкаф управления для биореакторов строится на базе средств промышленной автоматики:

  • сенсорной панели оператора;
  • программируемого логического контроллера с дискретными и аналоговыми входами и выходами;
  • модулей сопряжения с сетевым оборудованием;
  • рабочим местом оператора.

Функции системы управления

  • Управление перемешивающим устройством в емкости. Индикация частоты вращения осуществляется на панели оператора.
  • Измерение и индикация температуры в емкости. Датчик температуры продукта в емкости: 2-канальный с гильзой.
  • Регулирование температуры в емкости с рубашкой. Управление от ПЛК. Три этапа процесса: прогрев паром до +132 С, охлаждение холодной водой до +36 С, загрузка микроорганизмов.
  • Культивирование микроорганизмов при +36 С в течение заданного времени.

Измерение и индикация объёма раствора (в литрах) и давления в емкости:

  • По разнице показаний датчиков (дифференциальное давление) ПЛК вычисляет уровень жидкости, по значению уровня и из известных геометрических размеров ёмкости ПЛК вычисляет объём раствора в литрах. Ввод значения плотности раствора с панели оператора.
  • Индикация объёма раствора в ёмкости на панели оператора.
  • Индикация уровня раствора в ёмкости на панели оператора.
  • Индикация давления в ёмкости на панели оператора. 

Измерение и индикация объёма раствора в емкости в литрах по расходомеру (опция):

  • Для измерения объёма раствора, залитого в ёмкость, используется расходомер с импульсным выходным сигналом 10 имп/литр и 4…20 мА.
  • Индикация объёма раствора в ёмкости на панели оператора. Предусмотрена возможность переключения режима измерения объёма на расходомер.
  • Регистрация температуры продукта.
  • Регистрация рН продукта.

 

Сертификат на шкафы управления

 

Сертификат серии ШУВСертификат серии ШУВ

 

Связаться с нами по вопросам поставки шкафов управления можно несколькими способами:

- оформить заявку или отправить вопрос на сайте, через форму обратной связи;
- позвонить по телефону (812) 493-20-71;
- выбрать удобный для вас вариант связи на странице Контакты

 

 

 

Новости

Разработка и поставка системы автоматизированного управления гидропневматического пылеподавления угольной пыли, г. Находка, Приморский край

26.12.19

Разработка и поставка системы автоматизированного управления гидропневматического пылеподавления уго...

Выпуск проектной документации и сборка шкафов управления для линии пеллетного производства из древесных отходов, г. Пудож, Республика Карелия

16.12.19

Выпуск проектной документации и сборка шкафов управления для линии пеллетного производства из древес...

Проектирование и поставка системы управления модернизированной линией сушки древесного сырья с твердотопливным теплогенератором, г. Подпорожье, Ленинградская область

27.11.19

Проектирование и поставка системы управления модернизированной линией сушки древесного сырья с тверд...

Заказчики
Поставщики