Tangki fermentasi mikroba adalah jenis peralatan yang banyak digunakan di industri bioteknologi, farmasi, pengolahan makanan, dan kimia. Peralatan ini terutama digunakan untuk membiakkan mikroorganisme (seperti bakteri, ragi, kapang, dll.) atau sel, dan menghasilkan produk tertentu melalui proses fermentasi, seperti antibiotik, alkohol, preparat enzim, asam organik, biofuel, dll. Perancangan dan pengoperasian tangki fermentasi melibatkan pengetahuan dari berbagai disiplin ilmu seperti biologi, teknik kimia, dan pengendalian otomatis.
Berikut adalah beberapa fitur dan komponen utama tangki fermentasi mikroba:
Susunan struktur: Tangki fermentasi biasanya mencakup bagian-bagian berikut:
• Badan tangki: Menyediakan ruang tertutup bagi pertumbuhan mikroba, sebagian besar terbuat dari baja tahan karat untuk memastikan lingkungan steril. Sistem pengaduk: dilengkapi pengaduk untuk mencampur media kultur dan mikroorganisme, meningkatkan oksigen terlarut, serta mendorong perpindahan massa dan panas.
Sistem ventilasi dan suplai oksigen: Dengan memasukkan udara steril atau oksigen ke dalam tangki, kebutuhan oksigen untuk pertumbuhan mikroba dapat terpenuhi.
Sistem pengendalian suhu: Menjaga suhu konstan di dalam tangki, sesuai dengan kondisi optimal pertumbuhan mikroba.
Sistem pengendalian pH: Menyesuaikan nilai pH media kultur secara otomatis dengan menambahkan pengatur asam-basa.
Port pengisian dan pengambilan sampel: memungkinkan penambahan nutrisi atau pengambilan sampel untuk pengujian selama proses fermentasi.
Sistem pengendalian tekanan: menjaga tekanan di dalam tangki, terutama untuk proses fermentasi tertentu yang memerlukan operasi bertekanan tinggi.
Mode operasi: Proses fermentasi dapat berlangsung secara batch, kontinu, atau aliran tambahan (semi kontinu), dan setiap mode sesuai untuk kebutuhan produksi yang berbeda.
Pemantauan dan Pengendalian: Tangki fermentasi modern dilengkapi sensor canggih dan sistem pengendalian otomatis, yang dapat memantau dan mengendalikan parameter utama seperti suhu, pH, kadar oksigen terlarut, tekanan, dll. secara real-time selama proses fermentasi, sehingga menjamin produksi produk target yang efisien dan stabil.
Sterilisasi dan operasi aseptik: Tangki fermentasi perlu menjalani perlakuan sterilisasi yang ketat sebelum dan sesudah digunakan. Metode umum meliputi sterilisasi panas lembap (seperti sterilisasi uap bertekanan tinggi) dan disinfeksi kimia untuk mencegah kontaminasi bakteri.

• Pemulihan produk: Setelah fermentasi, produk target dipulihkan dari kaldu fermentasi melalui langkah-langkah pemisahan dan pemurnian seperti sentrifugasi, filtrasi, dan ekstraksi. Perkembangan teknologi tangki fermentasi mikroba terus mendorong kemajuan industri manufaktur biologis, yang sangat penting bagi produksi produk biologis yang efisien dan ramah lingkungan.

Teknologi tangki fermentasi mikroba adalah teknologi aplikasi inti di bidang bioteknologi, yang memadukan berbagai disiplin seperti bioteknologi, teknik kimia, dan pengendalian otomatis, dengan tujuan melakukan proses fermentasi mikroba secara efisien dan terkendali.
Berikut adalah beberapa aspek teknis utama:
1. Teknologi pengadukan dan pencampuran: Tangki fermentasi biasanya dilengkapi perangkat pengaduk mekanis, termasuk poros pengaduk dan berbagai jenis impeler pengaduk (seperti impeler turbin, impeler jangkar, impeler propulsi, dll.) untuk mendorong aliran dan pencampuran cairan, memastikan kontak penuh antara mikroorganisme dan nutrisi, serta meningkatkan oksigen terlarut. Pemilihan kecepatan pengadukan dan jenis bilah sangat penting bagi hasil fermentasi.
2. Teknologi ventilasi dan pengendalian oksigen terlarut: Menyediakan oksigen yang cukup bagi mikroorganisme aerob merupakan kunci keberhasilan fermentasi. Tangki fermentasi menggunakan sistem ventilasi, yang memasukkan udara atau oksigen murni melalui filter udara steril, lalu mendispersikan gas menjadi gelembung-gelembung kecil melalui aerasi mikro-pori dan ventilasi jet, sehingga memperbesar luas kontak gas-cair dan meningkatkan efisiensi oksigen terlarut. Sensor oksigen terlarut (DO) memantau kadar oksigen terlarut di dalam tangki secara real-time dan secara otomatis menyesuaikan volume ventilasi.
3. Regulasi suhu dan pH: Suhu dan nilai pH selama proses fermentasi secara langsung memengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dan sintesis produk. Tangki fermentasi dilengkapi sistem pengendalian suhu yang presisi, seperti jaket pemanas listrik atau koil pendingin, serta sistem pengendalian pH otomatis, yang menyesuaikan secara otomatis dengan menambahkan larutan asam dan basa untuk memastikan kondisi lingkungan selalu berada dalam kisaran optimal.
4. Strategi pengisian dan pembuangan: Untuk memperpanjang siklus fermentasi atau meningkatkan konsentrasi produk, sering digunakan strategi pengisian aliran tambahan untuk menambahkan nutrisi secara tepat waktu. Sementara itu, melalui pembuangan overflow atau pembuangan kontinu, konsentrasi inhibitor dalam kaldu fermentasi dikendalikan agar tetap menjaga kondisi fermentasi yang baik.
5. Sterilisasi dan operasi aseptik: Tangki fermentasi dan pipa-pipa terkait perlu menjalani perlakuan sterilisasi yang ketat sebelum digunakan, seperti sterilisasi uap suhu tinggi dan tekanan tinggi, untuk memastikan lingkungan steril. Desain tangki, pemilihan material, dan teknologi penyegelan semuanya harus memenuhi standar aseptik.
6. Otomatisasi dan pengendalian cerdas: Tangki fermentasi modern terintegrasi dengan sistem pengendalian otomatis canggih, termasuk PLC, sistem SCADA, dll., untuk mencapai pemantauan penuh dan pengendalian presisi proses fermentasi. Dengan memanfaatkan analisis big data dan teknik machine learning, kondisi fermentasi dapat dioptimalkan, potensi masalah dapat diprediksi dan diatasi, serta efisiensi produksi dan kualitas produk dapat ditingkatkan.
7. Teknologi pemisahan dan pemurnian produk: Setelah fermentasi, pemisahan dan pemurnian produk sama pentingnya, mencakup berbagai teknologi seperti sentrifugasi, filtrasi, kromatografi, pemisahan membran, dll., untuk memperoleh produk target dengan kemurnian tinggi.
Singkatnya, teknologi tangki fermentasi mikroba adalah sistem teknis yang sangat komprehensif yang mendorong perkembangan manufaktur biologis ke arah yang lebih efisien, ramah lingkungan, dan cerdas melalui inovasi dan optimalisasi teknologi yang berkelanjutan.

Pemasangan dan debugging tangki fermentasi mikroba adalah langkah penting untuk memastikan proses fermentasi berjalan lancar dan mencapai hasil yang diharapkan. Langkah-langkah spesifiknya secara garis besar adalah sebagai berikut:

Persiapan awal dan inspeksi: • Penentuan lokasi dan pembangunan infrastruktur: Pilih lokasi pemasangan yang sesuai berdasarkan ukuran dan spesifikasi peralatan tangki fermentasi, dan siapkan bahan dasar sesuai gambar desain, seperti pengecoran pondasi beton.

Inspeksi peralatan: Sebelum pemasangan, lakukan inspeksi menyeluruh pada tangki fermentasi untuk memastikan tidak ada deformasi serius, kerusakan, atau bagian yang hilang. Periksa apakah semua ulir sambungan utuh, dan lakukan uji coba tanpa beban pada mixer untuk memastikan komponen transmisi berfungsi dengan baik.

• Pemasangan dan pengikatan tangki: • Letakkan tangki fermentasi di atas fondasi yang telah dipersiapkan dan kencangkan dengan baut secara kuat. Metode pengikatan biasanya menggunakan baut tanam di bawah tanah atau langsung dipasang pada fondasi untuk memastikan kestabilan dan kerataan badan tangki.
• Pemasangan dan penyambungan aksesori: • Pasang saluran masuk dan keluar, sistem ventilasi, sistem kendali listrik (termasuk motor, pengendali, instrumen, dll.), pastikan semua pipa tersambung rapat dan bebas kebocoran. Lakukan pengujian fungsi pada peralatan listrik untuk memastikan keamanan dan keandalan rangkaian, sambil memeriksa bahwa semua pipa tidak tersumbat.
• Kalibrasi instrumen: • Kalibrasi instrumen pada badan tangki (seperti termometer, pH meter, meter oksigen terlarut) untuk memastikan pembacaan akurat, yang sangat penting untuk pemantauan proses fermentasi.
• Uji penyegelan: • Uji penyegelan seluruh sistem fermentasi, terutama pada saluran masuk dan keluar, lubang ventilasi, dll., untuk mencegah kontaminasi mikroba dari luar atau kebocoran media dari dalam.
Debugging dan uji coba operasi: Lakukan uji coba dengan air steril atau media simulasi, periksa apakah fungsi pengadukan, pemanasan, pendinginan, ventilasi, pengendalian pH dan oksigen terlarut bekerja dengan baik, lalu lakukan penyesuaian kecil berdasarkan data operasi aktual. Amati dan catat status operasi peralatan untuk memastikan semua sistem kontrol merespons secara sensitif dan beroperasi stabil.
• Pemeriksaan keselamatan: Setelah pemasangan dan commissioning, lakukan pemeriksaan keselamatan menyeluruh, termasuk keselamatan listrik, pelindung mekanis, fungsi henti darurat, dan sebagainya, untuk memastikan kepatuhan terhadap peraturan keselamatan.
• Pelatihan operator: • Berikan pelatihan sistematis kepada operator, termasuk prosedur pengoperasian peralatan, pengetahuan pemeliharaan, dan langkah tanggap darurat, untuk memastikan mereka mahir menggunakan tangki fermentasi. Melalui langkah-langkah di atas, pastikan tangki fermentasi mikroba dapat diproduksi secara aman dan efisien, serta mencapai efek fermentasi yang diharapkan.

Shanghai Beyond Machinery Co., Ltd.
Beyond Machinery mengkhususkan diri dalam desain dan manufakturtangki fermentasi. Silakan hubungi kami sekarang, dan para insinyur teknis profesional kami akan menyesuaikan rencana peralatan untuktangki fermentasidan memberikan penawaran harga. Silakan hubungi kami sekarang untuk mendapatkan rencana peralatan dan penawaran harga terbaru.