대장균 유리 발효 탱크의 공정 원리

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Shanghai Bailun Biotechnology Co., Ltd

대장균 유리 발효 탱크의 공정 원리

날짜:2025-04-27읽기 :2

대장균 유리 발효 탱크의 공정 원리는 미생물 대사 활동에 대한 정확한 통제와 최적화를 바탕으로 하며, 그 핵심은 구조 설계와 자동화 시스템을 통해 발효 파라미터의 동적 조절을 실현하는 데 있다.다음은 프로세스 원리에 대한 자세한 설명입니다.

1. 탱크 구조와 재료 특성

1. 투명 유리 탱크

고붕소규소유리재질을 채용하여 내부식성과 투명도를 겸비하여 발효액상태 및 미생물의 생장상황을 실시간으로 관찰하는데 편리하다.

2. 밀봉 시스템

탱크의 양끝은 스테인리스강판 및 고무개스킷을 통해 밀봉하여 무균환경을 확보하고 잡균오염을 방지한다.

3. 다기능 인터페이스

탱크체는 재료첨가구, 표본추출밸브, 전극인터페이스 (pH, 용산소, 온도) 등을 설치하여 실시간 감시와 조작을 지원한다.

2. 핵심 공정 제어 모듈

1. 온도 조절

전기장판과 냉수관 모듈을 통해 양방향 온도 제어를 실현하고, PID 알고리즘과 결합하여 온도 파동을 ± 0.5 ℃ 범위 내에서 제어한다.

대장균의 가장 적합한 성장온도는 37 ℃ 이지만 산물합성단계는 35~36 ℃ 로 조절하여 생산률 (예: L-카제인생산) 을 최적화해야 한다.

2. 용산소 (DO) 관리

캐스케이드 제어 전략: DO 값이 설정된 임계값 (예: 30%) 보다 낮을 때 공기와 순산소 공급을 자동으로 전환하고 교반 속도를 높여 산소 전달 효율을 높인다.

믹서 설계는 절단력과 혼합 효율을 모두 고려하여 균체 손상을 피하고 용산소의 균일한 분포를 확보한다.

3. pH 동적 조절

산알칼리보충시스템을 통해 pH의 안정을 유지하고 대장균의 부동한 생장단계의 수요 (예를 들면 대수생장기에 약산성환경이 필요하다.) 에 적응한다.

3. 보충재료와 대사조절통제책략

1. 분할 보충 모드

초기 재료 공급 속도는 0.2 mL/min, 2 시간당 증가 속도가 10~15% 로 설정되며 성장 속도(μ)보다 0.06~0.08h ⁻¹ 사이를 제어하여 바탕물 억제를 피하고 생산 기간을 연장합니다.

2. 영양 경도 제어

온라인으로 CO₂방출속도, 바탕물소모 등 매개 변수를 검측하여 보충재료를 최적화하는 책략을 통해 국부적인 영양과잉이나 부족을 방지해야 한다.

4. 공예 확대와 안정성 보장

1. 규모 확대 원칙

통기 부피와 액체 부피비 (VVM) 를 고정 (예: 0.2~0.3) 하여 용산소 전달 효율이 일치하도록 보장한다.

2. 오염 예방 통제

멸균배지와 무균접종기술을 채용하여 거품이 넘쳐 발생하는 염균위험을 방지하기 위해 거품제거장치를 결합한다.

5. 자동화 및 데이터 통합

1. 매개변수 연동 제어

센서와 실행기를 통합하여 온도, 용산소, pH 등 매개변수의 폐쇄 루프 제어를 실현하여 인공 개입 오차를 줄인다.

2. 데이터 추적 시스템

OD600, 비교 성장률과 같은 주요 매개변수 곡선을 기록하여 공정 최적화에 대한 근거를 제공합니다.

요약

대장균 유리 발효 탱크는 구조 설계, 동적 파라미터 조절과 자동화 시스템의 시너지를 통해 고밀도 배양과 산물의 고효율 합성을 실현했다.그 핵심우세는 정확한 환경통제능력과 확장가능한 공정확대책략에 있으며 실험실에서 중간시험규모에 이르는 생산수요에 적용된다.