Los sustratos líquidos se instalan en tanques de acero inoxidable

6.4.2 Equipo

submergido culturer.

Los sustratos líquidos se instalan en tanques de acero inoxidable que están equipados con instalaciones de limpieza en el lugar (CIP) y esterilización en el placaje (SIP). La Figura 63 muestra un fermentador discontinuo. Y los fermentadores continuos tienen controles similares pero con arreglos retire el producto continuamente. En la operación, el inóculo se produce a partir de un cultivo liofilizado y se introduce en un medio de fermentación en un recipiente de fermentación esterilizado. El medio contiene una fuente de carbono (por ejemplo, jarabe de glucosa) con nutrientes añadidos dependiendo de los requisitos del microorganismo para el crecimiento y / o la producción de metabolitos o enzimas. En las fermentaciones aeróbicas, se bombea aire al fermentador para iniciar un período de crecimiento bajo condiciones constantes de temperatura, oxígeno disuelto (OD) y pH, mantenidas por mecanismos de control automático (los tipos de mecanismos de control y sistemas se describen en el Capítulo 27). Sección 27.2). En la operación por lotes se aplica el fermentador al final de la fermentación, juzgado por la biomasa acumulada y / o enzimas o metabolitos, o por agotamiento de nutrientes. En fermentaciones continuas, se mantiene una alimentación de nutrientes con la eliminación simultánea del caldo fermentador de modo que queda un exceso de nutrientes en el supermatán. En las fermentaciones aerobias, el suministro de aire (y, en caso necesario, de oxeen suplementario) se regula automáticamente en respuesta a la monitorización continua de la concentración de OD en el caldo. La concentración de biomasa, enzimas o metabolitos es controlada por el flujo de medio y por factores de monitoreo tales como la velocidad de evolución del dióxido de carbono usando el análisis en línea. En las fermentaciones anaeróbicas, se mantiene una concentración baja de OD con nitrógeno o dióxido de carbono.

Tanto en la fermentación discontinua como en la continua, los principales factores que requieren control son la temperatura, el pH, el oxígeno disuelto, el grado de agitación y la formación de espuma. Los métodos de control son descritos por varios proveedores de equipos, incluyendo Anon (2008d, e).

Control de la temperatura

Hay tres maneras de controlar la temperatura óptima para el crecimiento celular y / o producción de metabolitos: (1) el medio de crecimiento se recircula continuamente a través de un intercambiador de calor, conectado a un controlador termostático. (2) el recipiente de fermentación está provisto de una camisa de agua controlada termostáticamente y el agua se recircula a través de la camisa y un intercambiador de calor o (3) el fermentador está equipado con una manta auditiva eléctrica unida a un termostato.

PH Medición y control

Una sonda digital pll está conectada a un controlador de estado sólido que mide y controla el pH con una precisión de unidades de pH L0.01. El microprocesador controla la calibración de la sonda de pH utilizando bumers estandarizados ind regula las bombas para añadir ncid o álcali. Los límites del rango de trabajo se establecen mediante controles de punto de ajuste altos y bajos ajustables, y p que exceden los puntos de ajuste en cualquier dirección hacen que el controlador active los valores de las bombas. Los temporizadores electrónicos ajustables determinan el período de tiempo que las bombas operan para proporcionar un retraso entre adiciones correctivas, minimizando así el sobrepaso. El conjunto. Los puntos límite tienen una alarma asociada para alertar al operador sobre los suministros de reactivos agotados o para indicar la necesidad de ajuste o intervención.

Control de aireación / oxígeno disuelto

Una sonda digital de DO monitorea continuamente la concentración de OD en el medio. Está calibrado por el software en el controlador con compensación de temperatura, y una pantalla indica la concentración de OD en un rango de 0-100%. El rango de concentración de DO requerido se mantiene utilizando puntos de ajuste superior e inferior, y una alarma indica cuándo se excede el rango de consigna. El controlador está conectado a los medidores de flujo de gas y al monitor de velocidad del agitador. Controla bombas de aire sin aceite o reguladores en depósitos de gas presurizados para agregar oxígeno, aire, dióxido de carbono o nitrógeno al recipiente, y / o para controlar la velocidad de agitación, para mantener la concentración de OD de acuerdo con las necesidades del proceso. Los filtros en línea mantienen la esterilidad del aire o gas de proceso entrante y saliente.

Agitación

Un controlador equipado con una medición de velocidad digital controla el grado de agitación y ajusta un motor de velocidad variable en el eje del mezclador, operando típicamente entre 50 y 1250 rpm.

Espumación

La agitación y la aireación pueden dar lugar a una excesiva formación de espuma, dependiendo del medio de crecimiento y de los tipos de metabolitos producidos por la fenificación. La espumación se controla para evitar que la espuma sea forzada a salir de los puertos de la sonda, con lo que se arriesga a la contaminación, y para evitar que inhiba la transferencia de oxígeno. Las sondas de detección de espuma de acero inoxidable recubiertas de tenon se montan dentro del recipiente de fermentación. La sensibilidad de las sondas es ajustable para eliminar las señales causadas por salpicaduras ocasionales. Brown et al., 2001) describen un método mejorado que utiliza medición continua de la conductancia en línea de la espuma. Cuando la espuma entra en contacto con las sondas, activan un controlador que proporciona una bomba para introducir agente antiespumante químico en el recipiente. Los productos químicos antiespumantes usados ​​en fermentaciones de alimentos incluyen silicona, aceites minerales, polioles, ácidos grasos, alcoholes, sílice hidrófoba y polialquilenos. Los caudalímetros están conectados al controlador y los temporizadores electrónicos ajustables determinan la longitud de la adición de antiespumante y el período de retraso entre dosis.

Adición de medio

En las fermentaciones continuas, un controlador electrónico de estado sólido opera una bomba dosificadora de velocidad variable para controlar la adición de un medio de cultivo pre-esterilizado al fermentador y un medidor de tiempo medio verifica el ahora. Un tubo de entrada de medio "anti-crecimiento" proporciona una barrera contra el crecimiento potencial de microorganismos cultivados en la tubería de alimentación de medio El aire estéril se dirige a través del tubo de entrada anti-crecimiento como precaución adicional Los depósitos de medio y producto tienen un escape Con filtros de aire de 0,3 μm autoclavables y un dispositivo de muestreo.

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