• 5000L-100KL Fermentationssystem
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5000L-100KL Fermentationssystem

Produkteinführung

Die großtechnischen mikrobiellen Fermentationssysteme der Serie 5000L-100KL sind Kernkomponenten speziell für die industrielle Bioproduktion. Sie sind optimal auf den gesamten mikrobiellen Fermentationsprozess abgestimmt und decken die großtechnische Produktion in verschiedenen Bereichen wie Antibiotika, Enzyme, Aminosäuren, Probiotika, Bioenergie und Biochemikalien ab. Dank Divosons langjähriger Erfahrung im Bereich Bioreaktoren zeichnen sich die Systeme durch präzise Steuerung, hohe Effizienz und Stabilität, Energieeinsparung und reduzierten Verbrauch sowie einfache Erweiterbarkeit aus. Sie ermöglichen eine nahtlose Integration von Laborprozessen in die industrielle Produktion und bieten zuverlässige Lösungen für die großtechnische Fermentation globaler Bioproduktionsunternehmen.

Das System basiert auf einem modularen Designkonzept, das eine flexible Konfiguration von Funktionseinheiten wie Rühren, Belüften, Temperaturregelung, Zuführung und Sterilisation ermöglicht. Diese Konfiguration richtet sich nach den Eigenschaften verschiedener Mikroorganismen (aerob/fakultativ anaerob) und den jeweiligen Prozessanforderungen und gewährleistet so ein optimales Verhältnis zwischen Prozessanpassungsfähigkeit und Bedienkomfort. Das zentrale Steuerungssystem integriert Echtzeit-Überwachung und intelligente Regelungsfunktionen für mehrere Parameter. Dadurch wird eine präzise und stabile Steuerung von Schlüsselparametern wie Temperatur, pH-Wert, gelöstem Sauerstoff (DO), Rührgeschwindigkeit und Belüftungsrate während der Fermentation sichergestellt. Dies maximiert die mikrobielle Stoffwechseleffizienz und die Ausbeute des Zielprodukts. Gleichzeitig erfüllt das System die Anforderungen der industriellen Produktion. Materialauswahl und Konstruktion entsprechen den Hygienestandards der Bioproduktion und unterstützen die In-situ-Sterilisation (SIP) und In-situ-Reinigung (CIP). Dies reduziert effektiv das Kontaminationsrisiko und gewährleistet Produktionskontinuität und gleichbleibende Produktqualität.


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Beschreibung

Anwendbare Szenarien

- Pharmazeutischer Sektor: Fermentationsproduktion von biopharmazeutischen Produkten wie Antibiotika, Impfstoffen und rekombinanten Proteinen im großen Maßstab;

- Industrielle Enzympräparate: Hocheffiziente Herstellung von Industrieenzymen wie Amylase, Protease und Cellulase;

- Lebensmittel und Futtermittel: Herstellung von Lebensmittelzusatzstoffen und Futtermittelbestandteilen wie Aminosäuren, Vitaminen und Probiotika;

- Bioenergie und Umweltschutz: Biodiesel, Biogasfermentation und Ressourcennutzung aus organischen Abfällen;

- Biochemikalien: Synthese von umweltfreundlichen Chemikalien wie organischen Säuren, Biokunststoffen und biobasierten Materialien.

Kernvorteile

  1. Präzise Parametersteuerung: Durch den Einsatz eines intelligenten PID-Anpassungsalgorithmus wird eine hochpräzise Steuerung von Parametern wie Temperatur, pH-Wert und gelöstem Sauerstoff mit geringem Parameterschwankungsbereich erreicht, wodurch die Stabilität des Fermentationsprozesses gewährleistet wird;
  2. Hocheffizienter Stoff- und Wärmeaustausch: Die optimierte Konstruktion der Rührflügelstruktur und des Belüftungssystems verbessert die Gas-Flüssigkeits-Mischungseffizienz, reduziert Scherkraftschäden an Mikroorganismen und eignet sich für Fermentationssysteme mit hoher Viskosität.
  3. Energiesparendes und verbrauchsreduzierendes Design: Durch den Einsatz eines hocheffizienten Servomotors und einer optimierten fluiddynamischen Struktur wird der Energieverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Geräten um 10-20 % reduziert, was dem Konzept der umweltfreundlichen Produktion entspricht;
  4. Modularität und Skalierbarkeit: Jede Funktionseinheit ist unabhängig und modular aufgebaut, was spätere Kapazitätserweiterungen und Prozessmodifikationen ermöglicht und die Kosten für Geräte-Iterationen reduziert;
  5. Intelligentes Datenmanagement: Ausgestattet mit einem zweisprachigen (Chinesisch und Englisch) Touchscreen-Steuerungssystem unterstützt es die Datenerfassung in Echtzeit, die Kurvendarstellung, den Export historischer Daten und die Fernüberwachung, um den Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit in der Produktion und die Prozessoptimierung gerecht zu werden.
  6. Konformitätsgarantie: Der Tank besteht aus lebensmittel- und pharmazeutisch zugelassenem Edelstahl mit elektrolytischer Polierbehandlung der Innenfläche. Er verfügt über ein Design ohne Toträume, unterstützt die SIP-In-situ-Sterilisation und entspricht GMP und anderen Branchenstandards.

Systemzusammensetzung

Die Anlage umfasst einen Gärtank, eine Rührantriebseinheit, eine Belüftungs- und Gasmischeinheit, eine Temperaturregelungseinheit, eine Zuführ- und Entschäumungseinheit, eine Prozesssteuerungseinheit, eine Sterilisationseinheit sowie eine Sicherheits- und Hilfseinheit.

Technische Parameter

Parameterkategorien Detaillierte Spezifikationen
Tanksystem Arbeitsvolumen: 5000–100000 l (anpassbar); Material: Tankkörper und Endkappen aus Edelstahl SUS316L, Innenfläche Ra ≤ 0,4 μm elektropoliert; Auslegungsdruck: 0,3 MPa (Standard), höhere Druckstufen auf Anfrage; Schnittstellenkonfiguration: Impfanschluss, Probenahmeventil, Zulaufanschluss, Entlüftungsanschluss, Anschluss für Temperatur-/DO-/pH-Elektroden, Anschluss für Füllstandsanzeige usw., alle mit hygienischen Schnellkupplungen; Konstruktion: Schweißnahtfrei, elliptische oder konische Endkappen am Tankboden für einfache Entleerung und Reinigung.
Rührsystem Antriebsmethode: Oben montierter, leckagefreier Magnetantrieb, Servomotor mit stufenloser Drehzahlregelung; Drehzahlbereich: 50-300 U/min (angepasst an das Tankvolumen, Genauigkeit ±1 U/min); Rührwerkstyp: Doppellagiges, sechsflügeliges Turbinenrührwerk (Standardkonfiguration), optional mit Niedrigscherrührwerken und Propellerrührwerken (angepasst an verschiedene Fermentationssysteme); Motorleistung: 11 kW-550 kW (angepasst an das Tankvolumen).
Belüftungssystem Gasarten: Luft, O₂, N₂ (standardmäßig drei Kanäle, erweiterbar auf CO₂); Gasdurchflussbereich: 0,1–2,0 VVM (Standardbedingungen), automatisch geregelt durch einen Massendurchflussmesser mit einer Genauigkeit von ±2 % FS; Sterilisationsfiltration: Ausgestattet mit einem 0,22 μm hydrophoben Sterilisationsfilter am Lufteinlass, der bei hohen Temperaturen sterilisiert und wiederverwendet werden kann; Gasverteilung: Ringförmiger Gasverteiler am Tankboden zur Verbesserung der Gas-Flüssigkeits-Kontakteffizienz.
Temperaturregelungssystem Regelungsmethode: Mantelwärmetauscher, PID-Regelung, Umwälzwasserheizung/-kühlung; Temperaturregelbereich: 10℃-75℃ (niedrigerer Temperaturbereich kundenspezifisch anpassbar); Temperaturregelgenauigkeit: ±0,2℃, unterstützt segmentierte Temperaturprogrammsteuerung; Wärmeaustauschmedium: Industriell weiches Wasser oder Ethylenglykol-Lösung.
Prozesssteuerung pH-Regelung: Bereich 2–12, Genauigkeit ±0,1 pH, automatische PID-Regelung, Säure-/Laugenzufuhr per Peristaltikpumpe; Regelung des gelösten Sauerstoffs (DO): Bereich 0–150 %, Genauigkeit ±5 %, Einstellung über Rührgeschwindigkeit, Luftdurchsatz und Sauerstoffverhältnis; Entschäumungsregelung: kapazitive Entschäumungssonde, automatische Schaumhöhenmessung, präzise Entschäumerzufuhr per Peristaltikpumpe; Dosierungsregelung: Standardkonfiguration mit 4 analogen Peristaltikpumpen, unterstützt zeit- und mengengesteuerte oder parametergesteuerte Dosierung, erweiterbar auf 8 Kanäle.
Sterilisationssystem Sterilisationsverfahren: In-situ-Sterilisation (SIP), Temperatur 121 °C, Zeit 0–60 min einstellbar; Sterilisationsbereich: Tank, Rührwerk, Sensor, Rohrleitung und Filtersystem können gleichzeitig sterilisiert werden; Steuerungsmethode: vollautomatische Programmsteuerung, Echtzeitüberwachung des Sterilisationsprozesses, automatische Kühlung nach Abschluss der Sterilisation.
Steuerungssystem Anzeigeschnittstelle: 10-15 Zoll Farb-Touchscreen mit Unterstützung für Chinesisch und Englisch; Datenmanagement: Echtzeitaufzeichnung von Parametern wie Temperatur, gelöstem Sauerstoff, pH-Wert, Drehzahl und Belüftung, Erstellung von Trendkurven, Unterstützung des USB-Exports und der Datenrückverfolgbarkeit; Kommunikationsschnittstelle: RS485/Ethernet-Schnittstelle mit Unterstützung des MODBUS-Protokolls und Anschlussmöglichkeit an das werkseitige MES-System; Fernsteuerung: Optionales Divoson-Fernüberwachungsmodul zur Fernsteuerung und Fehleralarmierung per Mobiltelefon/PC.
Stromversorgung und Energieverbrauch Stromversorgung: Dreiphasig 380VAC±10%, 50/60Hz; Energieverbrauch: 0,5-2,5kWh/m³ (schwankt je nach Gärprozess und Tankvolumen).

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