Cellulære landbrugssystemer – forudgående forarbejdning
Bioreaktoren er hjertet i enhver cellulær landbrugsproces. Det er her, de oprindelige råmaterialer omdannes til værdifulde produkter. Bioreaktorer skal have systemer på plads til at kontrollere parametre såsom temperatur, pH, oxygen og sterilitet for at lette væksten af mikroorganismerne. Da hver mikroorganisme favoriserer sine egne specifikke forhold, skal designet af bioreaktoren skræddersyes til de mikroorganismer, der anvendes i processen, for at maksimere udbytte og produktkvalitet.
Alfa Laval har lang erfaring inden for bioreaktordesign og kan levere specialfremstillede bioreaktorer til alle typer gæringsprocesser og applikationer, uanset hvilken type mikroorganisme der anvendes.
Vi kan forsyne frøfermentorer og primære fermentorer med det nødvendige:
- Omrøring – Bioreaktorens indhold skal til enhver tid blandes grundigt for at sikre en jævn distribution af næringsstoffer og gas til hver celle i bioreaktoren. Desuden er der behov for omrøring for at sikre, at der ikke er lommer med for høje/lave temperaturer eller pH-værdier. Sikring af den optimale omrøring er en kritisk designopgave, men samtidig skal det sikres, at forskydningsspændingen på cellerne ikke er for stor.
- Gasforsyning – Uanset om det er ilt eller en anden gas, er det afgørende at designe gennemstrømningssystemer, der sikrer optimal overførsel af gassen fra boblerne til dyrkningsmediet, så den er tilgængelig for mikroorganismerne. Det er også vigtigt at filtrere de indkommende gasser for at sikre sterilitet.
- Podning – Hver bioreaktion (gæring) starter med podningen. Podning er processen, hvor en forkultur indføres med celler fra en frøfermentor eller en rystekolbe. Opretholdelse af sterile forhold under podningsprocessen er af yderste vigtighed, da undladelse heraf vil medføre tab af hele gæringsbatchen.
- Næringsstoftilsætning – Der er mange bioreaktioner, hvor yderligere næringsstoffer tilsættes til det første gæringsmedie under gæringsprocessen. Dette muliggør længerevarende reaktioner, men det skal også sikres, at de indførte næringsstoffer er sterile. Derfor skal bioreaktoren designes med korrekte steriliseringssystemer, der bruger sterile filtre eller varme, for at sikre, at næringsstofferne ikke indfører fremmede celler.
- Sterilisering – Før bioreaktionen påbegyndes, skal bioreaktoren steriliseres grundigt. Dette gøres oftest ved at sprøjte damp ind i bioreaktoren og holde en høj temperatur i en periode.
- Prøveudtagning – Selv ved en så triviel opgave som prøveudtagning kræves der opmærksomhed, da dette kan indføre fremmede celler i kulturen, som kan forurene hele batchen. Bioreaktoren skal derfor designes med velfungerende prøvesystemer, der gør det muligt for operatører at udtage prøver uden risiko for at forurene kulturen.
- Udstødningsbehandling – Udstødningsgasser, der ikke absorberes, skal fjernes fra bioreaktoren for at forhindre, at der opbygges tryk. Udstødningssystemet skal være udstyret med filtre, der tillader den overskydende gas at forsvinde, samtidig med at steriliteten bevares.
- Temperaturkontrol – Mikroorganismerne producerer varme, mens de vokser, og overskudsvarmen fjernes normalt ved at cirkulere kølevand i en kappe rundt om bioreaktoren for at opretholde en optimal temperatur.
Alle Alfa Laval-fermentorer overholder de strengeste hygiejnestandarder for at sikre en vellykket gærings-/bioreaktionsproces.
