Airlift-Edelstahlfermenter mit In-situ-Sterilisation

Airlift-Edelstahlfermenter mit In-situ-Sterilisation – Übersicht

Der Airlift-Edelstahlfermenter mit In-situ-Sterilisation besteht aus Edelstahl 316L, unterstützt die Inline-CIP-Reinigung und SIP-Sterilisation und eignet sich für Mikroorganismen oder Zellkulturen, die empfindlich gegenüber Scherung sind. Er wird häufig in den Bereichen Biopharmazeutika, Lebensmittelfermentation, Agrarmikrobiologie und Umweltschutztechnik eingesetzt.

Die herkömmliche Kapazität des Edelstahl-Airlift-Fermenters mit In-situ-Sterilisation reicht von 10 l bis 100 l und eignet sich für Fermentationsprozesse, die eine kontinuierliche Sterilisation und einen hohen Automatisierungsgrad erfordern, von der Prozessentwicklung bis zur Pilotversuchs- und Validierungsphase.

Hauptmerkmale

• Das Material entspricht den GMP-Anforderungen: Das gesamte Gerät besteht aus einer 316L-Edelstahlauskleidung, die Innenfläche ist hochglanzpoliert und die Außenfläche matt behandelt, mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Sauberkeit, um den Anforderungen einer sterilen Produktionsumgebung in pharmazeutischer Qualität gerecht zu werden.
• Luftstrommischung, geringe Scherung: Durch die Verwendung einer Bodenbelüftung wird ein Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenfluss gebildet, wobei das eingebaute Führungsrohr unter der Wirkung der Kulturflüssigkeit den Aufstieg fördert, um eine natürliche Zirkulation der Flüssigkeiten zu erreichen. Durch die Vermeidung der hohen Scherung, die bei herkömmlichen Mischverfahren entsteht, werden die Form und Aktivität der Mikroorganismen geschützt, was für empfindliche Systeme wie filamentöse Bakterien, Actinomyceten und Pflanzenzellen geeignet ist.
• Online-Automatik-Sterilisationsfunktion: Unterstützung der In-situ-Dampfsterilisation (SIP) und der Online-Reinigung (CIP), der gesamte Sterilisations- und Reinigungsprozess kann ohne Demontage programmiert und gesteuert werden, um die Kontinuität des Fermentationsprozesses und die Sicherheit des aseptischen Betriebs zu gewährleisten.
• Rationelles strukturelles Design: Verhältnis von Tankhöhe zu Durchmesser von 1:6 bis 1:8, mit einem zentralen Deflektor im Inneren zur Verbesserung der Flüssigkeitskonvektion und der Sauerstoffübertragungseffizienz. Der obere Teil des Tanks ist mit einem Standard-Einlass ausgestattet, an den pH-, DO-, Leitfähigkeits- und andere Elektroden sowie Nachfüll-, Inokulations-, Probenahme- und andere Funktionsmodule angeschlossen werden können.
• Hocheffizientes Gasmischsystem: Ausgestattet mit einem mikroporösen Belüfter, einem ölfreien Luftkompressor und einem Luftsterilisations- und Filtersystem, um sauberes Gas zu gewährleisten und die Sauerstoffausnutzungsrate deutlich zu verbessern.
• Automatisches Steuerungssystem: Ausgestattet mit einem mehrkanaligen SPS-Steuerungssystem, das die Echtzeitüberwachung und Regelung von Temperatur, Gasdurchfluss, pH-Wert, DO, Nachfüllung, Tankdruck und anderen Parametern unterstützt und mit einem SCADA-System verbunden werden kann, um den Fernbetrieb und die Datenverfolgung zu realisieren.

Funktionsprinzip

1. Der Gaslift-Fermenter führt Luft oder Mischgas durch den Boden ein, um einen kontinuierlichen Blasenaufstrom innerhalb der Flüssigkeit zu erzeugen. Dieses Gas treibt die Fermentationsflüssigkeit durch den Führungszylinder nach oben, wo sie dann auf natürliche Weise absinkt, sobald sie die Oberseite erreicht hat, wodurch ein stabiler Flüssigkeitskreislauf innerhalb des Tanks entsteht. Dieser Prozess fördert nicht nur die homogene Durchmischung der Flüssigkeit, sondern verbessert auch die Löslichkeit von Sauerstoff in der Flüssigkeit und erhöht die Stoffübertragungseffizienz.
2. Da es keine mechanischen Rührteile gibt, erzeugt das System während des Betriebs keine hohen Scherkräfte, wodurch die Zellstruktur geschützt wird. Es eignet sich daher für die Fermentation komplexer Morphologien oder biologischer Systeme mit empfindlicher Struktur.
3. Darüber hinaus kann das unterstützende Online-Sterilisationssystem verwendet werden, um den Tank und die Rohrleitungen mit Dampf zu erhitzen und streunende Bakterien abzutöten, um sicherzustellen, dass der gesamte Kulturprozess stets in einem sterilen Zustand erfolgt.

Anwendungen

• Produktion von Antibiotika und aktiven Metaboliten: z. B. Penicillin, Erythromycin und andere Produkte, die eine großtechnische Kultivierung von Actinomyceten oder Fadenpilzen erfordern, die für den Air-Lift-Fermentationsprozess mit geringer Scherung und gleichmäßiger Durchmischung geeignet sind.
• Pflanzenzell- und Pilzkultur: geeignet für Sekundärmetaboliten wie Paclitaxel, Camptothecin, Ginseng-Saponin und andere hochwertige Kulturen und Fermentationsamplifikationen.
• Industrielle Kultivierung von Mikroalgen: Geeignet für die Fermentation von scherempfindlichen Algen wie Rotalgen, Spirulina, Alginat produzierenden Bakterien usw., um die Integrität der Zellstruktur zu gewährleisten und den Ertrag zu verbessern.
• Herstellung von mikrobiellen Präparaten für die Landwirtschaft: Kann zur Herstellung von Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens und anderen nützlichen Stämmen zur Bodenverbesserung und Krankheitsvorbeugung und -bekämpfung verwendet werden.
• Lebensmittel- und Enzymfermentation: z. B. Milchsäurebakterien, Hefen, Enzymbakterien und andere fermentative Prozesse mit geringer Belastung, geeignet für die Herstellung von Lebensmittelzusatzstoffen und biologischen Enzympräparaten mit hohen Anforderungen an die Aufrechterhaltung der biologischen Aktivität.
• Umweltschutztechnik: Bei der Schlammbehandlung, anaeroben Fermentation oder anderen mikrobiellen Expansionsprozessen in der Umwelttechnik wird das Gasliftsystem aufgrund seiner Energieeffizienz und Wartungsfreundlichkeit ebenfalls häufig eingesetzt.