生物質(zhì)發(fā)酵的精密測量之道

據(jù)聯(lián)合國預(yù)測，到2050年，全球人口將達(dá)到100億。因此，食品工業(yè)必須找到新的方法，確保以可持續(xù)的方式養(yǎng)活不斷增長的世界人口。生產(chǎn)新食品就是方法之一。該理念涉及微生物生產(chǎn)的生物技術(shù)食品成分，如蛋白質(zhì)。生物質(zhì)發(fā)酵是生產(chǎn)新食品的常見工藝。它對測量儀表提出了很高的要求。

用于生產(chǎn)新食品的生物質(zhì)發(fā)酵法可在較短時(shí)間內(nèi)大量產(chǎn)出微生物。微型真菌、藻類或酵母在發(fā)酵過程中迅速生長繁殖，形成富含蛋白質(zhì)的生物質(zhì)。所得成分與肉、魚、蛋和乳制品等傳統(tǒng)蛋白質(zhì)來源一樣富有營養(yǎng)。此外，它既不含膽固醇，也不含飽和脂肪。

然而，保持無菌條件絕不是成功進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)酵的唯一關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。合適的生長條件必須始終維持恒定，才能最大限度地提高生產(chǎn)力。因此，監(jiān)測關(guān)鍵參數(shù)需要相應(yīng)的高質(zhì)量傳感技術(shù)。威卡的產(chǎn)品系列中擁有多種儀表來應(yīng)對這項(xiàng)任務(wù)。

溫度是發(fā)酵過程中的關(guān)鍵測量參數(shù)。這是因?yàn)槲⑸锏睦硐肷L和繁殖取決于特定溫度的持續(xù)性。任何偏差都會(huì)影響生產(chǎn)過程，進(jìn)而影響生產(chǎn)力。因此，準(zhǔn)確度是溫度測量溫度計(jì)的首要選擇標(biāo)準(zhǔn)，這樣用戶才能精確控制熱量輸入。TR22-A型熱電阻溫度計(jì)與衛(wèi)生設(shè)計(jì)的焊接式護(hù)套相結(jié)合，就能滿足這一要求。

對于產(chǎn)品敏感度較高的過程，TR22-A還可與T38溫度變送器結(jié)合使用。其真正的漂移檢測功能可即時(shí)顯示傳感器的任何關(guān)鍵溫度偏差。這意味著用戶可以信賴測量值，而不必等到下一次校準(zhǔn)時(shí)才能檢測到任何漂移。

發(fā)酵過程的另一個(gè)關(guān)鍵測量參數(shù)是壓力。它對結(jié)構(gòu)完整性和功能至關(guān)重要。對于大型系統(tǒng)來說尤其如此。帶有集成平嵌隔膜監(jiān)測功能的DMSU21SA型壓力變送器即可用于壓力監(jiān)測。

該測量系統(tǒng)采用焊接的雙層膜片，膜片之間的空間被抽空。如果過程側(cè)的隔膜損壞，真空就會(huì)釋放，監(jiān)測儀表（壓力開關(guān)）會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。用戶立即就能知道無菌完整性是否受到威脅。在損壞修復(fù)之前，第二層膜片會(huì)保持過程的安全密封。這確保了測量儀表不會(huì)為過程帶來風(fēng)險(xiǎn)。

與壓力和溫度一樣，發(fā)酵罐中的填充液位對發(fā)酵過程也至關(guān)重要。它會(huì)影響培養(yǎng)基的混合、通氣和體積。連續(xù)液位檢測方法反過來又取決于生物質(zhì)的狀況。浮子式測量適用于低粘度介質(zhì)，例如FLM-H型磁致伸縮液位變送器。浮子的設(shè)計(jì)使其不受浮沫和氣泡的影響。磁致伸縮測量原理還具有很高的準(zhǔn)確度。

另一方面，發(fā)酵罐中較堅(jiān)硬的生物質(zhì)更適合重力式液位監(jiān)測，即通過稱量容器及其內(nèi)容物來進(jìn)行液位監(jiān)測。對于這種不直接接觸產(chǎn)品的測量方法，推薦使用稱重傳感器，如F3831型剪切梁。該傳感器的測量準(zhǔn)確度很高，并且具有很高的長期穩(wěn)定性。威卡提供的測量儀表以及安裝套件（型號(hào)：AZK02）、接線盒（型號(hào)：B6578）和顯示屏（型號(hào)：E1932）是一套可隨時(shí)安裝的組裝式套件。

對于高要求的測量儀表，定期校準(zhǔn)是必不可少的。用戶可以直接在系統(tǒng)中對溫度和壓力測量儀表進(jìn)行測試，例如使用CTD9350型干井式溫度校準(zhǔn)儀和CPH7000型便攜式過程校準(zhǔn)儀。此外，威卡中國還提供帶有CNAS證書的校準(zhǔn)服務(wù)，既可以在公司自己的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，也可以在客戶處進(jìn)行移動(dòng)校準(zhǔn)。