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技術(shù)文章

實驗室玻璃發(fā)酵罐的性能優(yōu)化與實驗操作指南

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  一、引言
 
  實驗室玻璃發(fā)酵罐是生物技術(shù)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的設(shè)備,具備無毒無污染、耐高溫、透明度高、易于清洗等優(yōu)點。為了充分發(fā)揮其性能,本文將從性能優(yōu)化和實驗操作兩個方面進行詳細闡述。
 
  二、性能優(yōu)化
 
  材質(zhì)選擇:選擇優(yōu)質(zhì)玻璃材質(zhì),確保無毒無污染,同時具備良好的耐高溫性能和透明度。此外,對于夾套或機殼等部件,可考慮采用不銹鋼等耐腐蝕材料,以增強設(shè)備的耐用性和穩(wěn)定性。
 
  結(jié)構(gòu)設(shè)計:優(yōu)化發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計,如攪拌器、電極、管路等部件的布局和連接,確保操作方便、維護簡單。同時,考慮增加保溫層或采用雙層玻璃結(jié)構(gòu),以提高設(shè)備的保溫性能。
 
  控制系統(tǒng):配備先進的控制系統(tǒng),如溫度、pH值、溶解氧(DO)和攪拌速度等參數(shù)的自動調(diào)節(jié)功能,以及數(shù)據(jù)監(jiān)控和人機界面操作等智能化特性。這些特性有助于實現(xiàn)發(fā)酵過程的穩(wěn)定控制和精確監(jiān)測。
 
  清洗與消毒:定期清洗發(fā)酵罐及其附件,避免使用含腐蝕性物質(zhì)的清潔劑。同時,采用合適的消毒方法,如高溫蒸汽消毒,確保發(fā)酵環(huán)境的潔凈度和無菌狀態(tài)。
 
  三、實驗操作指南
 
  使用前準備
 
  將發(fā)酵罐罐體內(nèi)外清理干凈,確保無殘留物。
 
  檢查設(shè)備是否完好無損,包括罐體、攪拌器、電極等部件。
 
  確認控制按鈕和儀表均正常,確保設(shè)備處于良好工作狀態(tài)。
 
  裝配好攪拌器,并調(diào)整至合適位置,確保其能自由旋轉(zhuǎn)。
 
  插入電極探頭,保證探頭與液面接觸良好。
 
  連接好各種管路和導(dǎo)線,如空氣管路、冷卻管路等。
 
  進行氣密性檢測,確保無泄漏。
 
  培養(yǎng)基配制與滅菌
 
  根據(jù)實際需要配制培養(yǎng)基,并將其加入發(fā)酵罐中。
 
  關(guān)閉進氣閥和排氣閥,對發(fā)酵罐進行滅菌處理。小型發(fā)酵罐(如5L)可將罐體放入大滅菌鍋滅菌(通常設(shè)置115℃~121℃,30分鐘)。
 
  電極標定
 
  使用提供的緩沖溶液對pH電極進行兩點法標定。
 
  使用飽和或過飽和無水亞硫酸鈉溶液對DO電極進行零點標定。
 
  參數(shù)設(shè)置與啟動
 
  根據(jù)工藝要求設(shè)置溫度、pH值、氧含量等參數(shù)。
 
  連接好溫度傳感器、pH電極和DO電極等,確保數(shù)據(jù)準確傳輸。
 
  啟動攪拌器,并根據(jù)需要調(diào)整攪拌速度。
 
  打開進氣閥,通入無菌空氣,保持發(fā)酵罐內(nèi)正壓。
 
  發(fā)酵過程監(jiān)控
 
  定期檢查發(fā)酵罐內(nèi)各項參數(shù),如溫度、pH值、溶氧等。
 
  根據(jù)實際工藝需求,調(diào)整進氣流量、溫度、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。
 
  監(jiān)控發(fā)酵液的顏色、濁度等變化,必要時取樣檢測。
 
  補料與取樣
 
  根據(jù)實際工藝需求,按照一定的補料速度、補料量、補料周期進行補料。補料時需在火焰保護下進行插針補料。
 
  根據(jù)實際工藝需求,按照一定的時間間隔取樣檢測。
 
  發(fā)酵結(jié)束與后續(xù)處理
 
  當發(fā)酵達到所需終點時,關(guān)閉進氣閥和排氣閥,停止攪拌器。
 
  將發(fā)酵液轉(zhuǎn)移至指定容器,進行后續(xù)處理。
 
  清洗與維護
 
  使用完畢后,清潔發(fā)酵罐及其附件,避免使用含腐蝕性物質(zhì)的清潔劑。
 
  定期對設(shè)備進行維護和保養(yǎng),確保長期正常運作。
 
  四、結(jié)語
 
  實驗室玻璃發(fā)酵罐的性能優(yōu)化和正確操作對于提高發(fā)酵效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。通過選擇合適的材質(zhì)、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計、配備先進的控制系統(tǒng)以及定期清洗與維護等措施,可以有效提升發(fā)酵罐的性能。同時,遵循正確的實驗操作指南,可以確保發(fā)酵過程的順利進行和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定可靠。

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