જૈવિક આથો પ્રક્રિયામાં pH ઇલેક્ટ્રોડ્સ, DO પ્રોબ્સ, તાપમાન પ્રોબ્સ અને એર ફિલ્ટર્સની ભૂમિકા અને પ્રભાવ

જૈવિક આથો એ એક પ્રક્રિયા છે જે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં કાર્બનિક પદાર્થોનું રૂપાંતર કરવા અને મેટાબોલિક ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરવા માટે સુક્ષ્મસજીવોનો ઉપયોગ કરે છે. તે ખોરાક, દવા, કૃષિ, જૈવ-ખાતરો અને રાસાયણિક ઇજનેરી જેવા અનેક ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે લાગુ પડે છે. આથો પ્રક્રિયા દરમિયાન, આથો વાતાવરણની સ્થિરતા સીધી રીતે સુક્ષ્મસજીવોની વૃદ્ધિ દર, ચયાપચય પ્રવૃત્તિ તેમજ અંતિમ ઉત્પાદનની ઉપજ અને ગુણવત્તા નક્કી કરે છે. આથો પ્રક્રિયાનું વાસ્તવિક સમયનું નિરીક્ષણ અને ચોક્કસ નિયંત્રણ પ્રાપ્ત કરવા માટે, pH ઇલેક્ટ્રોડ્સ, DO પ્રોબ્સ, તાપમાન પ્રોબ્સ અને એર ફિલ્ટર્સ જેવા મુખ્ય ઉપકરણોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.બાયો આથો પ્રણાલી.

આ લેખ અનુક્રમે આ ચાર મુખ્ય ઘટકોના આથો પ્રક્રિયા પરના સિદ્ધાંતો, કાર્યો અને પ્રભાવોથી શરૂ થશે, અને વ્યવહારિક એપ્લિકેશનોમાં તેમના મહત્વ અને સિનર્જિસ્ટિક અસરોનું વિગતવાર વિશ્લેષણ કરશે.

I. pH ઇલેક્ટ્રોડ: સૂક્ષ્મ પર્યાવરણ એસિડિટી અને ક્ષારતાનો "દ્વારપાલ"

૧. સિદ્ધાંત અને કાર્ય

pH ઇલેક્ટ્રોડ એક સેન્સર છે જે વાસ્તવિક સમયમાં આથો સૂપમાં હાઇડ્રોજન આયન (એટલે ​​કે, pH મૂલ્ય) ની સાંદ્રતા માપી શકે છે. માઇક્રોબાયલ આથો પ્રક્રિયા દરમિયાન, pH મૂલ્યમાં ફેરફાર સુક્ષ્મસજીવોની ચયાપચય પ્રવૃત્તિઓને પ્રતિબિંબિત કરે છે. pH ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા:

વાસ્તવિક સમયમાં આથો સૂપના pH નું નિરીક્ષણ કરો;

pH સ્થિરતા જાળવવા માટે ઓટોમેટિક એસિડ અથવા આલ્કલી એડિશન સિસ્ટમને લિંક કરો;

આથોનો તબક્કો નક્કી કરો. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલીક જાતોમાં વિવિધ pH મૂલ્યો પર વિવિધ ચયાપચય માર્ગો હોય છે.

2. આથો પર અસર

સુક્ષ્મસજીવોની વૃદ્ધિ અને ચયાપચય pH પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે:

યીસ્ટમાં pH 4.5 અને 5.5 ની વચ્ચે સૌથી વધુ જોરદાર ચયાપચય હોય છે.

નાઈટ્રિફાઈંગ બેક્ટેરિયાને સહેજ આલ્કલાઇન વાતાવરણ (7.5 થી ઉપર pH) ની જરૂર પડે છે.

ખૂબ ઓછા અને ખૂબ ઊંચા pH મૂલ્યો બંને એન્ઝાઇમ નિષ્ક્રિયતા, પટલની રચનાને નુકસાન અને બેક્ટેરિયાના મૃત્યુ તરફ દોરી શકે છે.

તેથી, pH ઇલેક્ટ્રોડની ચોકસાઈ અને પ્રતિભાવ ગતિ સીધી રીતે તાણની પ્રવૃત્તિ, મેટાબોલિક ઉત્પાદનોના પ્રકારો અને સાંદ્રતા, તેમજ આથો પ્રક્રિયાની એકંદર સ્થિરતા સાથે સંબંધિત છે.

ખાદ્ય ફૂગ માટે MIKEBIO બાયોરિએક્ટર સિસ્ટમ

II. ડીઓ પ્રોબ: ઓગળેલા ઓક્સિજન સ્તરનું રીઅલ-ટાઇમ મોનિટર

૧. સિદ્ધાંત અને કાર્ય

ડીઓ પ્રોબ (ઓગળેલા ઓક્સિજન પ્રોબ) નો ઉપયોગ આથો સૂપમાં ઓગળેલા ઓક્સિજન (ડીઓ) સાંદ્રતાનું નિરીક્ષણ કરવા માટે થાય છે અને એરોબિક આથો પ્રક્રિયામાં તે એક અનિવાર્ય ઉપકરણ છે. સૂક્ષ્મજીવો (જેમ કે એઝોટોબેક્ટર, સ્યુડોમોનાસ, વગેરે) એરોબિક વાતાવરણમાં તેમના ચયાપચયના સંશ્લેષણ માટે પૂરતા ઓક્સિજન પર આધાર રાખે છે. ડીઓ પ્રોબ પ્રવાહી તબક્કામાં ઓક્સિજન સામગ્રીને માપે છે:

વાસ્તવિક સમયમાં સુક્ષ્મસજીવોના ઓક્સિજન વપરાશ દર નક્કી કરો;

ઇન્ટરલિંક્ડ ગેસ સપ્લાય સિસ્ટમ્સ (જેમ કે એર કોમ્પ્રેસર, મિશ્ર ગેસ સિસ્ટમ્સ);

ઓગળેલા ઓક્સિજન સાંદ્રતાના પ્રતિભાવ નિયમનને સમજો.

2. આથો પર અસર

અપૂરતા ઓગળેલા ઓક્સિજન સ્તરને કારણે સુક્ષ્મસજીવો એનારોબિક મેટાબોલિક માર્ગોમાં પ્રવેશ કરશે, જે અનિચ્છનીય ઉપ-ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરશે અને લક્ષ્ય ઉત્પાદનોના ઉત્પાદનને પણ અટકાવશે. જો કે, વધુ પડતો ઓક્સિજન ઓક્સિડેટીવ તણાવ પેદા કરી શકે છે અને કોષ માળખાને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. DO પ્રોબ ઓક્સિજન પુરવઠા અને માંગ વચ્ચે ગતિશીલ સંતુલન પ્રાપ્ત કરીને, સૌથી યોગ્ય શ્રેણી (જેમ કે 20% થી 60% સંતૃપ્તિ) માં ઓગળેલા ઓક્સિજનને જાળવવામાં મદદ કરે છે. તે ઉપજને શ્રેષ્ઠ બનાવવા અને આથો ચક્રને ટૂંકા કરવા માટેનું એક મુખ્ય માધ્યમ છે.

III. તાપમાન ચકાસણી: આથો ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો નિયમનકારી મુખ્ય ભાગ

૧. સિદ્ધાંત અને કાર્ય

આથો ટાંકીમાં પ્રવાહી તાપમાનના વાસ્તવિક સમયના નિરીક્ષણ માટે તાપમાન ચકાસણીનો ઉપયોગ થાય છે. જૈવિક પ્રતિક્રિયાઓમાં, તાપમાન સુક્ષ્મસજીવોની પ્રવૃત્તિ, ચયાપચય દર અને ઉત્સેચક પ્રતિક્રિયા કાર્યક્ષમતા પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. હીટર અથવા ઠંડક પ્રણાલીને તાપમાન સેન્સર સાથે જોડીને, તે શક્ય છે:

સતત આથો તાપમાન જાળવી રાખો;

આથો દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમીની મોટી માત્રાને કારણે તાપમાન ખૂબ વધારે થતું અટકાવો;

વિવિધ આથો તબક્કાઓ અનુસાર વિવિધ તાપમાન વળાંકો સેટ કરો.

2. આથો પર અસર

બધા સૂક્ષ્મજીવોમાં વૃદ્ધિ માટે શ્રેષ્ઠ તાપમાન શ્રેણી હોય છે:

ઉદાહરણ તરીકે, મોટાભાગના મેસોફિલિક બેક્ટેરિયા માટે શ્રેષ્ઠ તાપમાન શ્રેણી 30 થી 37°C છે;

જ્યારે તાપમાન 45°C થી ઉપર અથવા 20°C થી નીચે હોય છે, ત્યારે મોટાભાગની બેક્ટેરિયલ પ્રજાતિઓનું ચયાપચય નોંધપાત્ર રીતે ઘટશે અથવા તો બંધ પણ થઈ જશે.

વ્યવહારુ ઉપયોગોમાં, તાપમાન ચકાસણીઓ ચોક્કસ તાપમાન નિયંત્રણ પ્રાપ્ત કરવામાં મદદ કરે છે, જેનાથી આથો કાર્યક્ષમતા સુનિશ્ચિત થાય છે, મેટાબોલિક ઉત્પાદનોની રચના સ્થિર થાય છે અને ઉપજ અને પ્રજનનક્ષમતામાં વધારો થાય છે.

Iv. એર ફિલ્ટર્સ: પ્રદૂષણ વિરોધી અવરોધો અને ગેસ શુદ્ધતાની ખાતરી

૧. સિદ્ધાંત અને કાર્ય

એર ફિલ્ટર્સ, ખાસ કરીને HEPA ફિલ્ટર્સ (ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતાવાળા કણ હવા ફિલ્ટર્સ), હવા પુરવઠા પ્રણાલીમાં હવાને શુદ્ધ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે, બેક્ટેરિયા, ધૂળ અને મોલ્ડ બીજકણ જેવા દૂષકોને દૂર કરે છે. આથો પ્રક્રિયા દરમિયાન, હવાને ઓક્સિજનના સ્ત્રોત તરીકે સતત આથો ટાંકીમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. તેથી, આથો વાતાવરણની એસેપ્ટિક જરૂરિયાતો માટે તેની સ્વચ્છતા મહત્વપૂર્ણ છે. એર ફિલ્ટરના મુખ્ય કાર્યોમાં શામેલ છે:

બાહ્ય સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા દૂષણ અટકાવો;

ગેસ સપ્લાય સિસ્ટમની ગેસ ગુણવત્તાની ખાતરી કરો;

અંતિમ ઉત્પાદનની શુદ્ધતા અને સલામતીમાં સુધારો.

2. આથો પર અસર

એકવાર વિવિધ બેક્ટેરિયા હવામાં ભળી જાય છે, તે તાણ, ચયાપચય વિકૃતિઓ અને આથો નિષ્ફળતા વચ્ચે સ્પર્ધાનું કારણ બની શકે છે. વધુમાં, ફાર્માસ્યુટિકલ અને ફૂડ-ગ્રેડ ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન માટે, હવા શુદ્ધિકરણ દ્વારા ઉત્પાદનોના માઇક્રોબાયલ નિયંત્રણ ધોરણોને સુનિશ્ચિત કરવા વધુ જરૂરી છે. ફિલ્ટરની કાર્યક્ષમતા અને આયુષ્ય સિસ્ટમ કામગીરીની સ્થિરતા અને ઉત્પાદન ગુણવત્તાને સીધી અસર કરે છે.

V. આથો પ્રક્રિયા પર ચારના સિનર્જિસ્ટિક પ્રભાવની એકંદર અસર

કાર્યક્ષમ જૈવિક આથો પ્રણાલીમાં, pH ઇલેક્ટ્રોડ, DO પ્રોબ, તાપમાન પ્રોબ અને એર ફિલ્ટર "દ્રષ્ટિ - નિયમન - રક્ષણ" ની બંધ-લૂપ સિસ્ટમ બનાવે છે:

જ્યારે આ પ્રકારના ઉપકરણો સંકલનમાં કાર્ય કરે છે, ત્યારે આથો પ્રક્રિયા ઉચ્ચ સ્તરનું ઓટોમેશન, ચોકસાઇ અને પુનરાવર્તિતતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે, જેનાથી ઉર્જા વપરાશ ઓછો થાય છે, આથો ચક્ર ટૂંકું થાય છે અને ઉત્પાદન ઉત્પાદન અને શુદ્ધતામાં વધારો થાય છે.

MIKEBIO પાયલોટ સ્કેલ આથો સિસ્ટમ

નિષ્કર્ષ

આજે, આધુનિક જૈવિક આથો ટેકનોલોજીના સતત વિકાસ સાથે, સેન્સર અને એસેસરીઝની બુદ્ધિમત્તા અને ચોકસાઈની ડિગ્રી સીધી રીતે ટેકનોલોજીકલ સ્તર અને ઔદ્યોગિક સ્પર્ધાત્મકતા નક્કી કરે છે. pH ઇલેક્ટ્રોડ, DO પ્રોબ, તાપમાન પ્રોબ અને એર ફિલ્ટર, આથો પ્રણાલીમાં અનિવાર્ય મુખ્ય ઘટકો તરીકે, માત્ર રીઅલ-ટાઇમ મોનિટરિંગ અને મુખ્ય પરિમાણોનું ગતિશીલ નિયંત્રણ પ્રાપ્ત કરે છે, પરંતુ સ્ટ્રેનની પ્રવૃત્તિને સુનિશ્ચિત કરવામાં, ઉપજ વધારવામાં અને પ્રદૂષણને નિયંત્રિત કરવામાં પણ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

ભવિષ્યમાં, જેમ જેમ બાયોમેન્યુફેક્ચરિંગ મોટા પાયે અને બુદ્ધિશાળી વિકાસ તરફ આગળ વધશે, ઉપરોક્ત ઘટકોનું પ્રદર્શન અને તેમની સિસ્ટમ એકીકરણ ક્ષમતાઓ વધુ મહત્વપૂર્ણ બનશે, જે લીલા, કાર્યક્ષમ અને જૈવિક પ્રક્રિયા નિયંત્રણ પ્રાપ્ત કરવા માટે પાયાના પથ્થર તરીકે સેવા આપશે.

બીજી બાજુ, પસંદ કરતી વખતેબાયોરિએક્ટર આથો આપનાર, સારી પ્રતિષ્ઠા અને શક્તિ ધરાવતો નિયમિત ઉત્પાદક શોધવો જરૂરી છે, જેથી ઉત્પાદનની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરી શકાય. જિઆંગસુ માઈક બાયોટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડની સ્થાપના 2008 માં કરવામાં આવી હતી, જે જૈવિક આથો સાધનોના સંશોધન અને વિકાસ, ઉત્પાદન અને ઉચ્ચ-તકનીકી સાહસોના વેચાણ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. અમારી કંપની પાસે એક પાયલોટ આથો પ્લેટફોર્મ છે, જે બુદ્ધિ અને ઓટોમેશન સાથે સંકલિત છે, અને તેણે એક પરિપક્વ આથો સિસ્ટમ બનાવી છે, જે પાયલોટ આથો પ્રક્રિયાના ઑપ્ટિમાઇઝેશનને સાકાર કરી શકે છે, પાયલોટ આથો ઉત્પાદનથી લઈને આથો ઉત્પાદન અલગ કરવા અને શુદ્ધિકરણ સુધીની તમામ પ્રક્રિયા પ્રક્રિયાઓના વિકાસને કમિશન કરી શકે છે, અને ડૉક્ટર વર્કસ્ટેશન અને આધુનિક પ્રયોગશાળા સ્થાપિત કરી શકે છે.

અમારી કંપની પાસે એક પ્રમાણિત ઉત્પાદન પ્લાન્ટ છે, જેમાં ઇન્સ્ટોલેશન માટે જરૂરી સાધનો અને સાધનોના સંપૂર્ણ સેટ છે, જેમાં મુખ્યત્વે વિવિધ પ્રકારના મશીન ટૂલ્સ, ઓટોમેટિક આર્ગોન આર્ક વેલ્ડીંગ મશીન, ઓટોમેટિક પોલિશિંગ મશીન, ઓટોમેટિક કટીંગ મશીન અને ખામી શોધવાનું મશીન અને અન્ય 60 થી વધુ ઉત્પાદન અને પરીક્ષણ સાધનોનો સમાવેશ થાય છે. ઉત્પાદન પ્રક્રિયા આધુનિક માનક કામગીરીને સાકાર કરે છે, જેથી ગ્રાહકોને વધુ વ્યાવસાયિક ગુણવત્તા અને તકનીકી સહાય પૂરી પાડી શકાય.