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生物發(fā)酵設(shè)備在進(jìn)行使用時，常常采用機(jī)械攪拌式反應(yīng)器，例如頭孢菌素生產(chǎn)過程中用到的種子罐和主發(fā)酵罐常來用機(jī)械攪拌。生物反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)的不同點(diǎn)在于它們所處理的對象不同，以細(xì)胞生物反應(yīng)器(俗稱發(fā)酵罐)為例，發(fā)酵罐所處理的對象是微生物，它的繁殖、生長，與化學(xué)反應(yīng)過程有很大的區(qū)別。
生物發(fā)酵設(shè)備都在多相體系中進(jìn)行。絕大多數(shù)生物反應(yīng)體系包括氣液固三相，即空氣或CO2等氣體產(chǎn)物、液態(tài)培養(yǎng)基和生物細(xì)胞及其載體顆粒，如青霉素、鏈霉素、頭孢菌素等醫(yī)藥產(chǎn)品。
生物發(fā)酵設(shè)備的發(fā)酵液的特點(diǎn)如下
1.黏度是變化的。發(fā)酵開始時，發(fā)酵液的黏度一般不大，流體屬牛頓型流體，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，菌體不斷繁殖和代謝物的不斷產(chǎn)生，發(fā)酵液的黏度不斷增加，流體從牛頓型流體變成非牛頓型流體。
2.生物顆粒具有生命活力。它從環(huán)境中提取營養(yǎng)、獲得能量、自我繁殖。其形態(tài)可能隨著加工過程的進(jìn)行而變化，如從絲狀變?yōu)閳A球狀，從單細(xì)胞到絮凝細(xì)胞團(tuán)等。
3.大多數(shù)生物顆粒對剪切力非常敏感。剪切作用可能影響細(xì)胞的生成速率和組成比例，因此對攪拌產(chǎn)生的剪切力要進(jìn)行控制。
4.大多數(shù)微生物發(fā)酵需要氧氣。氧氣對需氧菌的培養(yǎng)至關(guān)重要，只要短暫缺氧，會導(dǎo)致菌體的失活或死亡。而氧在水中溶解度極低， 因此氧氣的供應(yīng)成為十分突出的問題。
生物發(fā)酵設(shè)備的現(xiàn)場控制系統(tǒng)功能
1）可對發(fā)酵罐的攪拌轉(zhuǎn)速、溫度、pH值、進(jìn)行檢測和控制；
2）各檢測和控制回路的參數(shù)可以在畫面上在線手動設(shè)定和修正，操作有密碼保護(hù)功能。
3）調(diào)節(jié)方式為PID方式,可滿足不同的控制元件和控制性能，可實(shí)現(xiàn)手動/自動無擾動切換。
4）各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)都可以進(jìn)行實(shí)時顯示和記錄，顯示方式有趨勢線
5）各回路有上下限位和報(bào)警功能。
6）系統(tǒng)有斷電保護(hù)功能，斷電時數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。
7）全部操作都在人機(jī)界面上進(jìn)行，實(shí)行可視化操作。
