المفاعل الحيوي هو جهاز يتيح التفاعلات البيولوجية. تحتوي المفاعلات الحيوية على مفاعل حيوي للخلية النباتية ، ومفاعل حيوي للطحالب ، ومفاعل حيوي لخلية الثدييات ، وما إلى ذلك. إذا كان المنتج سيخمر جيدًا ، فيجب مراقبة معاملات العملية بدقة. اليوم سنتحدث عن التحكم في درجة الحرارة والتحكم في قيمة PH.
1. مفاعل حيوي التحكم في درجة الحرارة
ستؤثر درجة حرارة المفاعل الحيوي على معدل تفاعل الإنزيم وقابلية ذوبان الأكسجين في وسط المزرعة أثناء عملية التخمير ، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بنمو البكتيريا وتخليق المضادات الحيوية والأكسجين المذاب. يشمل التحكم في درجة حرارة المفاعل الحيوي بشكل أساسي التحكم في التدفئة والتبريد. يتم حساب سعة التدفئة من خلال العملية. تشير سعة التبريد إلى قدرة التبريد المطلوبة بعد التسخين أو التعقيم وتحت وقت التبريد المحدد.
يتكون التحكم في درجة حرارة المفاعل الحيوي من سخان وصمام لولبي لمياه التبريد. عندما تكون درجة الحرارة في خزان التخمير أقل (أو أعلى) من قيمة معينة محددة ، سيقوم النظام تلقائيًا بتشغيل السخان (أو صمام الملف اللولبي لمياه التبريد).
فقط عن طريق حساب طول خط الأنابيب ، الضغط المتوسط وفقدان الضغط ، يمكن تحديد قطر أنبوب التبادل الحراري ، ومن ثم يمكن تحديد قطر صمام التحكم. يعتمد قطر صمام التحكم على تذبذب التحكم في درجة حرارة المزرعة كمعامل رئيسي. إذا تم استخدام مقدار تقلب التحكم في درجة حرارة المزرعة كمعامل لحساب ، يمكن غالبًا تعيين درجة الفتح من 60٪ إلى 80٪ كقيمة ثابتة. لمراعاة وقت تسخين التعقيم ، يمكن أن تكون القيمة أقل ، وسيكون تذبذب التحكم في درجة حرارة الثقافة أكبر.
في نظام التحكم في درجة الحرارة بغلاف ساخن وبارد ، إذا تم حساب معلمات العملية المذكورة أعلاه بشكل صحيح ، يكون التحكم في المعلمة دقيقًا نسبيًا ، ويمكن الحصول على معلمات العملية عن طريق حساب منحنى الارتفاع أو الطريقة التجريبية. في التحكم في درجة حرارة الخزان الذي يأخذ في الاعتبار كل من الزراعة والتعقيم ، يتم استخدام التحكم التلقائي PID ، ونطاق التحكم في التقلب لدرجة حرارة الزراعة هو ± 0.1 درجة مئوية.
2. التحكم في قيمة الأس الهيدروجيني للمفاعل الحيوي
يعتبر الرقم الهيدروجيني لمرق التخمير انعكاسًا شاملاً للحموضة والقلوية للتفاعلات البيوكيميائية المختلفة أثناء عملية التخمير.
هناك نوعان من التغذية بقيمة الأس الهيدروجيني: إضافة التدفق والإضافة بالتنقيط. يتكون نظام التحكم والتغذية في الأس الهيدروجيني بشكل أساسي من مضخة تمعجية (أو نظام نقل آخر) ونظام وزن.
بالإضافة إلى نظام الوزن ، تتأثر أنظمة التحكم هذه بشكل كبير باختلاف الضغط بين المخمرات الحيوية ، بما في ذلك تغيرات الضغط الناتجة عن مستوى السائل. يتأثر نظام الوزن أيضًا بتقلب مستوى السائل ، لذلك يعتمد على حجم المخمر ونسبة القطر إلى الارتفاع والاستخدام.
في الوقت الحاضر ، يتكون جهاز التحكم في الرقم الهيدروجيني من مضخة تمعجية إضافة حمض ومضخة تمعجية إضافة القلويات. عندما تكون قيمة الأس الهيدروجيني أعلى من القيمة المحددة ، يبدأ النظام تلقائيًا في المضخة التمعجية لإضافة الحمض ، ويغذي السائل الحمضي لخزان التخمير بطريقة تتناسب مع الوقت حتى القيمة المحددة. عندما يكون الرقم الهيدروجيني أقل من القيمة المحددة ، ابدأ المضخة القلوية التمعجية للتعديل.