Un biorreactor es un dispositivo que permite reacciones biológicas. Los biorreactores tienen biorreactor de células vegetales, biorreactor de algas, biorreactor de células de mamíferos, etc. Si el producto se va a fermentar bien, los parámetros del proceso deben controlarse estrictamente. Hoy hablaremos sobre el control de la temperatura y el control del valor del PH.
1. Control de temperatura del biorreactor
La temperatura del biorreactor afectará la velocidad de la reacción enzimática y la solubilidad del oxígeno en el medio de cultivo durante el proceso de fermentación, que está estrechamente relacionado con el crecimiento de las bacterias, la síntesis de antibióticos y el oxígeno disuelto. El control de temperatura del biorreactor incluye principalmente el control de calefacción y refrigeración. La capacidad de calentamiento es calculada por el proceso. La capacidad de enfriamiento se refiere a la capacidad de enfriamiento requerida después del calentamiento o la esterilización y durante el tiempo de enfriamiento especificado.
El control de temperatura del biorreactor consta de una válvula solenoide de agua de calefacción y refrigeración. Cuando la temperatura en el tanque de fermentación es más baja (o más alta) que un cierto valor establecido, el sistema encenderá automáticamente el calentador (o la válvula solenoide de agua de enfriamiento).
Solo calculando la longitud de la tubería, la presión media y la pérdida de presión, se puede determinar el diámetro del tubo de intercambio de calor y luego se puede determinar el diámetro de la válvula de control. El diámetro de la válvula de control se basa en la fluctuación de control de la temperatura de cultivo como parámetro principal. Si la cantidad de fluctuación de control de la temperatura de cultivo se usa como parámetro para calcular, el grado de apertura de 60% a 80% a menudo se puede establecer como un valor estable. Para tener en cuenta el tiempo de calentamiento de esterilización, el valor puede ser más bajo y la fluctuación del control de temperatura de cultivo será mayor.
En un sistema de control de temperatura con camisa caliente y fría, si los parámetros del proceso mencionados anteriormente se calculan correctamente, el control de parámetros es relativamente preciso y los parámetros del proceso se pueden obtener mediante el cálculo de la curva ascendente o el método empírico. En el control de temperatura del tanque que tiene en cuenta tanto el cultivo como la esterilización, se utiliza el control automático PID y el rango de control de fluctuación de la temperatura de cultivo es de ±0,1 °C.
2. Control del valor de pH del biorreactor
El pH del caldo de fermentación es un reflejo integral de la acidez y la alcalinidad de varias reacciones bioquímicas durante el proceso de fermentación.
Hay dos formas de alimentación del valor de pH: adición de flujo y adición gota a gota. El sistema de alimentación y control de pH se compone principalmente de una bomba peristáltica (u otro sistema de transporte) y un sistema de pesaje.
Además del sistema de pesaje, estos sistemas de control se ven muy afectados por la diferencia de presión entre los biofermentadores, incluidos los cambios de presión provocados por el nivel del líquido. El sistema de pesaje también se ve afectado por la fluctuación del nivel de líquido, por lo que depende del tamaño del fermentador, la relación entre el diámetro y la altura y el uso.
En la actualidad, el dispositivo de control de pH consta de una bomba peristáltica de adición de ácido y una bomba peristáltica de adición de álcali. Cuando el valor de pH es superior al valor establecido, el sistema inicia automáticamente la bomba peristáltica de adición de ácido y alimenta el líquido ácido al tanque de fermentación de manera proporcional al tiempo hasta el valor establecido. Cuando el pH sea inferior al valor establecido, inicie la bomba peristáltica alcalina para realizar el ajuste.