Un bioréacteur est un appareil qui permet des réactions biologiques. Les bioréacteurs ont un bioréacteur à cellules végétales, un bioréacteur à algues, un bioréacteur à cellules de mammifères, etc. Si le produit doit être bien fermenté, les paramètres du processus doivent être strictement contrôlés. Aujourd'hui, nous allons parler du contrôle de la température et du contrôle de la valeur du PH.
1. Contrôle de la température du bioréacteur
La température du bioréacteur affectera la vitesse de la réaction enzymatique et la solubilité de l'oxygène dans le milieu de culture pendant le processus de fermentation, qui est étroitement liée à la croissance des bactéries, à la synthèse des antibiotiques et à l'oxygène dissous. Le contrôle de la température du bioréacteur comprend principalement le contrôle du chauffage et du refroidissement. La capacité de chauffage est calculée par le procédé. La capacité de refroidissement fait référence à la capacité de refroidissement requise après le chauffage ou la stérilisation et sous le temps de refroidissement spécifié.
Le contrôle de la température du bioréacteur consiste en une électrovanne de chauffage et d'eau de refroidissement. Lorsque la température dans la cuve de fermentation est inférieure (ou supérieure) à une certaine valeur définie, le système allume automatiquement le chauffage (ou l'électrovanne d'eau de refroidissement).
Ce n'est qu'en calculant la longueur du pipeline, la pression moyenne et la perte de charge que le diamètre du tube d'échange de chaleur peut être déterminé, puis le diamètre de la vanne de régulation peut être déterminé. Le diamètre de la vanne de contrôle est basé sur la fluctuation de contrôle de la température de culture comme paramètre principal. Si la quantité de fluctuation de contrôle de la température de culture est utilisée comme paramètre à calculer, le degré d'ouverture de 60 % à 80 % peut souvent être défini comme une valeur stable. Pour prendre en compte le temps de chauffage de stérilisation, la valeur peut être inférieure et la fluctuation du contrôle de la température de culture sera plus grande.
Dans un système de contrôle de la température avec une chemise chaude et froide, si les paramètres de processus mentionnés ci-dessus sont calculés correctement, le contrôle des paramètres est relativement précis et les paramètres de processus peuvent être obtenus par le calcul de la courbe montante ou la méthode empirique. Dans le contrôle de la température du réservoir qui prend en compte à la fois la culture et la stérilisation, le contrôle automatique PID est utilisé et la plage de contrôle des fluctuations de la température de culture est de ± 0,1 °C.
2. Contrôle de la valeur du pH du bioréacteur
Le pH du bouillon de fermentation est un reflet complet de l'acidité et de l'alcalinité de diverses réactions biochimiques au cours du processus de fermentation.
Il existe deux formes d'alimentation de la valeur du pH : l'ajout en flux et l'ajout goutte à goutte. Le système de contrôle et d'alimentation du pH est principalement composé d'une pompe péristaltique (ou autre système de convoyage) et d'un système de pesée.
En plus du système de pesée, ces systèmes de contrôle sont fortement affectés par la différence de pression entre les bio-fermenteurs, y compris les changements de pression causés par le niveau de liquide. Le système de pesée est également affecté par la fluctuation du niveau de liquide, il dépend donc de la taille du fermenteur, du rapport diamètre/hauteur et de l'utilisation.
Actuellement, le dispositif de contrôle du pH est constitué d'une pompe péristaltique d'addition d'acide et d'une pompe péristaltique d'addition d'alcali. Lorsque la valeur du pH est supérieure à la valeur définie, le système démarre automatiquement la pompe péristaltique d'ajout d'acide et alimente le liquide acide dans la cuve de fermentation de manière proportionnelle au temps jusqu'à la valeur définie. Lorsque le pH est inférieur à la valeur définie, démarrez la pompe péristaltique alcaline pour le réglage.