Flüssige stämme fermenter

Arten von Flüssigkeitsstämmenfermentern

Ein Flüssigkeitsstämmenfermenter ist ein Bioreaktorgerät, das verwendet wird, um die natürliche Umgebung von Mikroorganismen zu imitieren, um deren Wachstum für die Stammauswahl zu fördern. Es gibt verschiedene Fermenter für unterschiedliche Skalierungen, die nach Betriebsart, Belüftung, Rührung, Druck und Temperatur kategorisiert werden können. Die häufigsten Arten sind:

• Chen-Bioreaktoren:

  Diese Fermenter verwenden aerobe oder fakultativ anaerobe Bakterien, sind aber so konzipiert, dass sie nur eine einzige Phase unterstützen. Chen-Fermenter sind in der Regel große Gefäße aus Glas oder Stahl, die Nährmedien und Mikroorganismen enthalten. Sie verfügen auch über Temperaturkontroll- und Überwachungssysteme sowie pH-Einstellmöglichkeiten. Chen-Bioreaktoren fördern das Wachstum eines einzigen Organismus, indem sie entweder aerobe oder anaerobe Bedingungen unterstützen. Bei der Unterstützung von aeroben Organismen werden Rührwerke hinzugefügt, um den Sauerstofftransfer zu erhöhen.

• Aco-Bioreaktoren:

  Diese Fermenter haben zwei verschiedene Phasen: die flüssige und die Gasphase. Sie sind so konzipiert, dass sie sowohl aerobe als auch anaerobe Organismen unterstützen. Aco-Bioreaktoren haben in der Regel sowohl einen Boden- als auch einen Oberrührer, um gasbetriebene Reaktionen zu fördern. Das Vorhandensein von zwei Rührern erhöht die Effizienz des Sauerstofftransfers im gesamten flüssigen Medium, was das Wachstum verschiedener Mikroorganismen in verschiedenen Bereichen unterstützt.

• Anaerober Digester:

  Ein Digester ist geschlossen und wird für das Wachstum ohne Luft verwendet. Er ist so konzipiert, dass er mikrobielle Prozesse fördert, die von der Abwesenheit von Sauerstoff profitieren. Der Digester verfügt über Gaskollektionsmöglichkeiten, die es Forschern ermöglichen, die bei der anaeroben Verdauung entstehenden Gase einzufangen und zu analysieren.

• Aeroben Fermenter:

  Ein aerobes Fermentationsgefäß ist ein Gefäß mit einer kontrollierten Sauerstoffzufuhr für das Wachstum unter aeroben Bedingungen. Es ist so konzipiert, dass es eine kontinuierliche Sauerstoffzufuhr liefert, um das Gedeihen von aeroben Mikroorganismen zu unterstützen. Dies erhöht typischerweise die Ausbeute an Zellmasse und mikrobiellem Stoffwechsel, was zu höheren Produktionsraten der gewünschten Produkte führt.

• Aero-Turbinen-gerührter Fermenter:

  Dieser Reaktor verwendet einen Turbinenrührer, der eine Scheibe mit Flügeln ist. Die Scheibe dreht sich, um den Inhalt des Gefäßes zu rühren und zu mischen. Er funktioniert bei der aeroben Fermentation, bei der Sauerstofftransfer und Bakterienwachstum stattfinden.

• Aero-Turbulent gerührter Fermenter:

  Ein turbulenter Fermenter ist eine Art von Bioreaktor, der eine turbulente Strömung innerhalb des Fermentationsmediums erzeugt. Diese Konstruktion sorgt für eine gründliche Durchmischung und Sauerstoffverteilung im gesamten Gefäß. Das Mischen trägt dazu bei, eine homogene Umgebung zu erhalten, die eine gleichmäßige Fermentation und Produktbildung ermöglicht.

Spezifikation und Wartung

Die Spezifikationen können je nach Verwendungszweck und Betriebsmaßstab variieren. Zu den wichtigsten Spezifikationen des Flüssigkeitsfermenters gehören das Arbeitsvolumen, die Tankform, das Tankmaterial, das Rührsystem, das Temperatursteuerungssystem, das pH-Steuerungssystem, das Drucksteuerungssystem, das Sterilisationssystem, das Probenahmesystem und die Stillstandzeit.

• Arbeitsvolumen: Das Volumen, bei dem der Fermenter arbeitet, wird als Arbeitsvolumen bezeichnet. Dieses Volumen ist typischerweise geringer als das Gesamtvolumen des Fermenters. So hat beispielsweise ein 10.000-Liter-Fermenter höchstwahrscheinlich ein Arbeitsvolumen von 8.000 Litern.
• Tankform: Flüssigkeitsfermenter haben in der Regel zylindrische Tanks. Diese Tanks können vertikal oder horizontal sein. Die vertikalen Tanks sind häufiger als die horizontalen.
• Tankmaterial: Hersteller von Flüssigkeitsfermentern verwenden in der Regel Edelstahl oder Glas als Material für den Tank. Fermenter mit Glastanks eignen sich am besten für den Kleinbetrieb. Dies liegt daran, dass das Glasmaterial der Hitze und dem Druck während der Sterilisation leicht standhalten kann. Edelstahl hingegen bietet eine höhere Haltbarkeit und kann große Produktionsmengen bewältigen.
• Rührsystem: Flüssigkeitsfermenter verfügen über Rührsysteme, die eine gleichmäßige Durchmischung des Mediums und der Zellen gewährleisten. Dies trägt zu einer Verbesserung des Nährstofftransfers und des Gasaustausches bei. Das Rührsystem umfasst Rührmechanismen, wie z. B. Rührer, die sich im Inneren des Fermentertanks drehen.
• Temperatursteuerung: Die Temperatur ist ein wichtiger Parameter, der den Stoffwechsel von Mikroben und das Wachstum von Zellen beeinflusst. Flüssigkeitsfermenter sind mit Heiz- und Kühlmänteln, Kältemaschinen und Heizschlangen ausgestattet, die die Temperatur im Inneren des Fermenters regeln.
• pH-Steuerung: Der Prozess der Substratfermentation erfordert eine genaue Überwachung und Steuerung mehrerer Parameter. Der pH-Wert innerhalb von Flüssigkeitsfermentern muss zwischen 6,6 und 7,5 gehalten werden, wenn Bakterien als Fermentationsorganismus verwendet werden. Flüssigkeitsfermenter werden mit pH-Sonden und Säure-/Basenpumpen hergestellt, die zur Kontrolle der pH-Werte beitragen.
• Drucksteuerung: Die Drucksteuerung in einem Flüssigkeitsfermenter ist wichtig, insbesondere bei Anwendungen, bei denen eine anaerobe Fermentation stattfindet. Das Drucksteuerungssystem verwendet Drucksensoren, Sicherheitsventile und Berstscheiben, um die Sicherheit zu gewährleisten und die gewünschten Druckwerte im Inneren des Fermenters zu halten.
• Sterilisationssystem: Sterilisationssysteme in einem Flüssigkeitsfermenter tragen dazu bei, eine unkontaminierte Umgebung zu schaffen. Dies wiederum verbessert die Qualität und Zuverlässigkeit des produzierten Produkts. Sterilisationssysteme können Autoklavieren, Dampfsterilisation und chemische Sterilisation umfassen.
• Probenahmesystem: Ein Probenahmesystem in einem Flüssigkeitsfermenter ermöglicht es den Bedienern, kleine Mengen des Mediums oder der Kultur zur Analyse und Prüfung zu entnehmen. Dieses System spielt eine wichtige Rolle bei der frühzeitigen Erkennung potenzieller Probleme, wie z. B. Fermentationsabweichungen und Kontaminationen.
• Stillstandzeit: Die Stillstandzeit eines Flüssigkeitsfermenters bezieht sich auf den Zeitraum, in dem der Fermenter nicht in Betrieb ist. Dies kann auf Wartung, Upgrades, Reinigung und Reparaturen zurückzuführen sein.

Der Betrieb und die Wartung eines Flüssigkeitsfermenters ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Es ist wichtig, die vom Hersteller vorgegebenen Richtlinien zu befolgen, um einen sicheren und effizienten Betrieb des Fermenters zu gewährleisten. In der Regel gibt es detaillierte Verfahren für die Betriebs-, Reinigungs-, Sterilisations- und Wartungsmethoden aller Flüssigkeitsfermenter. Diese Verfahren gewährleisten die Sicherheit der Maschine und verlängern ihre Lebensdauer.

Einsatzszenarien für Flüssigkeitsstämmenfermenter

Die Flüssigkeitsstämmenfermenter sind Produkte, die vorwiegend für industrielle Anwendungen maßgeschneidert sind, aber auch in verschiedenen Szenarien eingesetzt werden können. Im Folgenden finden Sie einige der wichtigsten Branchen und Anwendungen, die einen Fermentationsbehälter verwenden können.

• Lebensmittel- und Getränkeindustrie:

Die Lebensmittelindustrie setzt Flüssigkeitsstämmenfermenter vor allem in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie ein. Brauereien, Weingüter und Brennereien sind einige der typischen Anwendungen. So können Flüssigkeitsstämmenfermenter mit einer variablen Temperatur- und Drucksteuerung helfen, eine breite Palette von Bieren zu kreieren, von Lagern bis hin zu IPAs, indem die Fermentationsparameter angepasst werden. Die Geräte können auch die Geschmacksprofile von Weinen beeinflussen, die aus verschiedenen Trauben hergestellt werden, oder sogar die Stärke und den Geschmack von alkoholischen Getränken wie Wodka und Gin kontrollieren.

• Pharmazeutische Industrie:

In der pharmazeutischen Welt sind Flüssigkeitsstämmenfermenter Bioreaktoren, die wahrscheinlich das Rückgrat vieler medizinischer Produkte bilden. Diese Geräte tragen zur Produktion von Antibiotika wie Penicillin bei, das als erstes eingesetzt wurde und bis heute weit verbreitet ist, sowie anderer Antibiotika, die durch Fermentation hergestellt werden. Sie spielen auch eine bedeutende Rolle bei der Produktion von Vitaminen wie Riboflavin und Vitamin B12. Darüber hinaus sind viele Impfstoffe, insbesondere solche, die durch Fermentationsprozesse wie den Hepatitis-Impfstoff hergestellt werden, auf diese Fermenter angewiesen.

• Biotechnologie und Gentechnik:

Viele Flüssigkeitsstämmenfermenter verfügen über Funktionen, die sie für die Gentechnik und Biotechnologie geeignet machen. So können die Fermenter beispielsweise Mikroben manipulieren, die so modifiziert wurden, dass sie bestimmte Proteine oder Enzyme produzieren. Solche Proteine werden oft in der Fertigungsindustrie als biologische Katalysatoren, auch Enzyme genannt, für verschiedene Prozesse eingesetzt. Darüber hinaus sind Flüssigkeitsstämmenfermenter entscheidend für die Entwicklung agroindustrieller Produkte wie Biodüngemittel und Bioinsektizide, die im Vergleich zu traditionellen chemischen Produkten oft umweltfreundlich sind.

So wählen Sie Flüssigkeitsstämmenfermenter aus

Wenn Sie eine industrielle Flüssigkeitsstämmenfermentermaschine kaufen, sollten Sie darauf achten, dass sie über mehrere wesentliche Funktionen verfügt. Es gibt viele verschiedene Arten dieser Maschinen auf dem Markt, die für unterschiedliche Zwecke gedacht sind. Käufer benötigen die Fermenter, um die Eigenschaften zu haben, die sie im Brauprozess suchen.

• Qualitativ hochwertiges Material

  Der Fermenter wird starken Chemikalien, hohen Temperaturen und Druck ausgesetzt sein. Daher erfordert die Konstruktion des Fermenters ein ausgezeichnetes Material wie Edelstahl, um harten Prozessen standzuhalten. Darüber hinaus muss die Brauflüssigkeit unkontaminiert bleiben. Achten Sie daher bei der Auswahl des Flüssigkeitsstämmenfermenters darauf, dass das Konstruktionsmaterial den Inhalt nicht verunreinigt oder verändert.

• Größe und Volumen

  Fermenter sind in verschiedenen Größen erhältlich, um die Bedürfnisse verschiedener Unternehmen zu erfüllen. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl die Größe des Unternehmens und die Produktionskapazität. Kleinbetriebe kommen mit kleinen Fermentern gut zurecht. Großunternehmen, die größere Mengen produzieren, benötigen jedoch Fermenter mit großer Kapazität, um ihren Bedarf zu decken.

• Brautechnologie

  Stämmenfermenter haben verschiedene Brauverfahren. Die Auswahl des Geräts hängt von der Technik ab, die der Käufer bevorzugt einsetzt. So wünschen sich manche Käufer Geräte, die bestimmte Stämme verwenden, um den Geschmack zu verbessern. Andere hingegen wählen die Fermenter aufgrund ihrer Fähigkeit, bestimmte chemische Reaktionen zu kontrollieren.

• Wartung und Reinigung

  Im Betrieb von Fermentationsanlagen können Reinigung und Wartung enorme Zusatzkosten verursachen. Die Investition in Stämmenfermenter mit leicht zu reinigenden Designs kann langfristig massive Kosten sparen. Die Reinigung ist einfach und unkompliziert, was weniger Ausfallzeiten und reduzierte Wartungskosten bedeutet.

• Kosten von Flüssigkeitsstämmenfermentern

  Bei der Gründung einer Industrie können die Anschaffungskosten von Flüssigkeitsstämmenfermentern beträchtlich sein. Deshalb ist es wichtig, Fermenter zu wählen, die preiswert sind, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Achten Sie auf ein ausgewogenes Verhältnis zwischen dem Budget und den notwendigen Funktionen des industriellen Stämmenfermenters, bevor Sie das Produkt bestellen.

• Ruf des Lieferanten

  Schließlich wünschen sich Käufer und Investoren in der Fermentationsindustrie Sicherheit und Seelenfrieden. Daher wählen viele Käufer Flüssigkeitsstämmenfermenterlieferanten mit einem hohen Ruf in der Branche. Starke Produktgarantien und After-Sales-Support-Services gewährleisten, dass Käufer das richtige Produkt und die Unterstützung erhalten, wenn sie sie benötigen.

F&A

F1: Was ist der Unterschied zwischen einem Fermenter und einem Fermenter?

A1: Es handelt sich lediglich um Schreibvarianten. Ein Fermenter ist ein elektrisches Gerät, das zur Durchführung von Fermentationsprozessen verwendet wird. Ein Fermenter hingegen ist jeder Organismus, der eine Fermentation durchführt.

F2: Was sind einige aktuelle Trends in der Flüssigkeitsfermentationstechnologie?

A2: Zu den aktuellen Trends gehören die Entwicklung von digitalen Fermentern mit automatisierten Steuerungs- und Überwachungssystemen, die eine präzisere und zuverlässigere Fermentation ermöglichen. Es gibt auch kleinere, effizientere Flüssigkeitsfermenter, die weniger Energie und Ressourcen verbrauchen, sowie skalierbare Flüssigkeitsfermenter, die an unterschiedliche Produktionsmengen angepasst werden können.

F3: Was sind einige Herausforderungen in der Flüssigkeitsfermentationstechnologie?

A2: Zu den Herausforderungen gehören die Bewältigung der wachsenden Nachfrage nach fermentierten Produkten bei gleichzeitiger Minimierung der Kosten und Maximierung der Ausbeuten, die Bewältigung von Kontaminationsrisiken, die Gewährleistung von Produktsicherheit und -qualität sowie die Optimierung von Fermentationsprozessen für verschiedene Mikroorganismen und Substrate.

F4: Was sind einige Anwendungen der Flüssigkeitsfermentationstechnologie?

A4: Die Flüssigkeitsfermentationstechnologie ist weit verbreitet in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion, der biochemischen Herstellung, der pharmazeutischen Industrie und der Bioremediation. Sie wird zur Herstellung von Joghurt, Essig, Bier und Wein verwendet. Sie ist auch nützlich für die Produktion von Antibiotika, Enzymen, Vitaminen, Aminosäuren und Biokraftstoffen.