Solusi untuk lini produksi fermentasi biologis
Solusi satu atap untuk lini produksi fermentasi biologis skala besar (bagian peralatan)
— Daftar lengkap peralatan dari tangki benih 50 L hingga tangki produksi 200 m³

1. Arsitektur keseluruhan
Lini produksi disusun secara tiga tahap “hulu–tengah–hilir”, mendukung amplifikasi bertingkat 50 L → 5 m³ → 200 m³, mencakup lebih dari 20 jenis produk fermentasi seperti antibiotik, sediaan enzim, vaksin, bahan pangan, dan bahan kimia berbasis hayati. Kapasitas produksi per batch tunggal adalah 1–200 ton, dan kapasitas produksi tahunan dapat mencapai 50.000 ton.

2. Rekayasa hulu (persiapan inokulum)
1. Bank Bakteri/Sel
Tangki nitrogen cair -196 ℃ + ketertelusuran kode QR untuk memastikan strain bakteri tetap aktif selama 10 tahun.
2. Kultur dalam labu goyang
Pengocok suhu konstan 250 mL–3 L, amplitudo 25 mm, kecepatan 50–400 rpm, opsional CO₂.
3. Tangki inokulum
Tangki pengaduk magnet 50 L/300 L/1000 L, 316L, Ra ≤ 0,4 μm, SIP 125 ℃/30 menit; pH, DO, suhu online, ±0,2 ℃, ±0,02 pH.

3. Rekayasa tengah (fermentasi utama)
1. Tangki fermentasi
• Spesifikasi: 10 m³, 50 m³, 200 m³ (dapat dihubungkan paralel hingga 4 × 200 m³)
Struktur: rasio aspek 2,5–3:1, jaket honeycomb + pendinginan ganda half tube luar, mechanical seal (dua sisi), respirator sterilisasi PTFE 0,22 μm di bagian atas.
Pengadukan: Rushton bilah enam lapis ganda + inverter 50–250 rpm, daya 3–5 kW/m³; aerasi tabung cincin microporous di bagian bawah, saturasi oksigen terlarut >30%.
• Kontrol: DCS+BioPAT® MFCS, akuisisi real-time DO, pH, suhu, busa, tekanan, dan berat; mode batch, fed-batch, dan kontinu dapat diganti hanya dengan satu klik.
CIP/SIP: uap murni 135 ℃ + siklus alkali/asam, tingkat cakupan pembersihan 100%, siklus validasi ≤ 2 jam.

2. Sistem pemberian bahan
Penimbangan dan pemberian 6 arah: sumber karbon, sumber nitrogen, elemen jejak, pengatur pH, antifoam, inducer; akurasi pengukuran ±0,2%, katup diafragma steril, sampling tanpa sudut mati.

3. Pengolahan udara/gas buang
Kompresor udara → pengering beku → filter sterilisasi 0,01 μm → tangki fermentasi;
Gas buang melewati kondensor dan filter 0,2 μm, dan VOC gas buang dipantau secara online untuk memenuhi persyaratan lingkungan VOC ≤ 50 mg/m³.

4. Rekayasa hilir (pemisahan dan pemurnian)
1. Pemisahan padat-cair
Sentrifus cakram 10000 g, pembuangan slag kontinu, cocok untuk kandungan padatan tinggi 30%.
Filter drum putar vakum dengan area 20 m², beroperasi kontinu, dan membersihkan kain filter secara otomatis.

2. Fragmentasi sel
Homogenizer tekanan tinggi pada 1500-2000 bar, laju alir 1-20 t/jam, kontrol suhu air es sepanjang proses <15 ℃.
Tangki ultrasonik atau hidrolisis enzimatik opsional untuk menangani bakteri Gram positif.

3. Pemurnian primer
Tangki flokulasi-sedimentasi 5 m³ dengan penyesuaian pH dan kontrol kekeruhan daring;
Sistem ultrafiltrasi TFF, luas membran 50-400 m², aliran tangensial <3 bar, konsentrasi 5-20 kali;
Kolom adsorpsi: pertukaran ion/kromatografi hidrofobik, grade sanitari 316L, mendukung CIP/SIP online.

4. Pemurnian dan Produk Jadi
Nanofiltrasi/osmosis balik: desalinasi, konsentrasi hingga kadar padatan 50%;
Pengering sabuk vakum: pengeringan kontinu pada 60 ℃, kadar air ≤ 3%;
• Pengeringan beku: pengering beku 20 m², cold trap -55 ℃, dengan tingkat retensi serbuk ≥ 80% bakteri hidup;
Mesin granulasi kering: menekan bubuk menjadi partikel 0,5-2 mm agar mudah diangkut dan cepat larut.

5. Utilitas Publik dan Otomasi
• Uap: 6 t/jam @ 8 bar, generator uap murni;
Air es: etilen glikol -5 ℃ 400 m³/jam, penukar panas pelat ganda hemat energi;
Udara terkompresi: bebas minyak 0,8 MPa, disaring melalui sterilisasi 0,01 μm;
• Air limbah: daur ulang MBR+RO, COD <80 mg/L；
Otomasi: DCS+MES+SCADA, tanda tangan elektronik batch, sesuai dengan 21 CFR Part 11; catu daya ganda untuk katup utama, cadangan UPS 30 menit.

6. Kasus Tipikal (200 m³ × 4 paralel)
• Produk: glukosa oksidase food grade
Fermentasi satu batch selama 30 jam, produksi enzim 60000 U/mL
Kapasitas produksi tahunan 35000 ton kaldu fermentasi → 6000 ton kaldu enzim pekat → 1500 ton bubuk kering
• Periode pengembalian investasi: 3,2 tahun (termasuk pekerjaan sipil, utilitas publik, dan validasi)

7. Ringkasan
Lini produksi fermentasi biologis skala besar ini berbasis "modul terstandar+proses fleksibel", yang dapat beralih antara bibit 50 L, produksi 200 m³, pemberian bahan kontinu, dan pemurnian multi-jalur hilir dengan satu klik. Lini ini kompatibel dengan rangkaian produk lengkap dari antibiotik hingga enzim nabati, vaksin hingga bahan kimia berbasis hayati, benar-benar mewujudkan "satu pabrik, banyak produk, peluncuran pasar cepat".