Ứng dụng Thiết bị trong Sản xuất Probiotic Quy mô Lớn
Jan.15.2026
Cấu hình thiết bị cốt lõi
Bộ thiết bị chính của dự án này được thiết kế xoay quanh toàn bộ quá trình lên men probiotic, bao gồm năm mô-đun chính: Lên men, Cấp liệu, Chuẩn bị Môi trường, Vệ sinh và Trộn. Cấu hình cụ thể như sau:
(1) Hệ thống Lên men Chính (4 bộ)
Một tổ hợp bình lên men theo thể tích bậc thang được áp dụng để đáp ứng yêu cầu của toàn bộ quá trình từ mở rộng giống đến lên men quy mô lớn, đảm bảo sự phù hợp chính xác về công suất và hiệu quả tối đa:
bình lên men 200L: Được sử dụng để kích hoạt giống và mở rộng cấp một, cung cấp giống vi sinh có độ hoạt tính cao và tinh khiết cho quá trình lên men tiếp theo. Bồn được trang bị hệ thống kiểm soát nhiệt độ chính xác, giám sát độ pH và hệ thống khuấy trộn nhằm đảm bảo môi trường nuôi cấy giống ổn định.
bồn lên men 1000L: Thực hiện mở rộng cấp hai của giống vi sinh 200L để tiếp tục tăng sinh khối và độ hoạt tính, tạo nền tảng cho lên men quy mô lớn. Bồn được trang bị hệ thống cấp khí hiệu suất cao và mô-đun giám sát oxy hòa tan (DO) nhằm đáp ứng nhu cầu oxy cho quá trình lên men lợi khuẩn hiếu khí.
bồn lên men 6000L: Bồn sản xuất chính dùng để nuôi cấy lợi khuẩn quy mô lớn. Được chế tạo từ thép không gỉ đạt tiêu chuẩn vệ sinh, bồn tích hợp hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động để giám sát thời gian thực và điều chỉnh chính xác các thông số quan trọng (nhiệt độ, pH, DO, tốc độ khuấy). Chu kỳ lên men đơn lẻ được kiểm soát ổn định trong khoảng 48-72 giờ, đảm bảo độ đồng nhất cao giữa các mẻ.
(2) Hệ thống cấp dưỡng chất (1 bộ: kết hợp hai bồn 400L + 400L)
Để đáp ứng nhu cầu bổ sung dinh dưỡng theo từng giai đoạn (nguồn carbon, nguồn nitơ, các nguyên tố vi lượng) trong quá trình lên men, hai bồn cấp dưỡng chất 400L được bố trí nhằm chuẩn bị, lưu trữ và cung cấp chính xác các dung dịch nuôi cấy:
Thiết kế độc lập: Cấu hình hai bồn cho phép chuẩn bị đồng thời hai loại dung dịch cấp dưỡng khác nhau (ví dụ: nguồn carbon và nguồn nitơ), tránh sự nhiễm chéo và nâng cao hiệu suất cấp dưỡng.
Kiểm soát chính xác: Được trang bị bơm định lượng chính xác và đồng hồ đo lưu lượng trực tuyến, tốc độ cấp dưỡng có thể điều chỉnh theo thời gian thực dựa trên trạng thái sinh trưởng của chủng vi sinh. Điều này đảm bảo cung cấp dinh dưỡng phù hợp với nhu cầu chuyển hóa, từ đó tăng hiệu quả lên men và năng suất chủng.
(3) Hệ thống chuẩn bị môi trường nuôi cấy (1 bộ: kết hợp hai bồn 1000L + 1000L)
Chịu trách nhiệm về việc pha chế, tiệt trùng và lưu trữ môi trường lên men. Thiết kế song song cho phép chế độ sản xuất liên tục "một bồn đang chuẩn bị + một bồn dự phòng" để ngăn ngừa thời gian ngừng hoạt động:
Các chức năng tích hợp: Các bồn tích hợp các chức năng gia nhiệt, khuấy trộn và tiệt trùng, cho phép hòa tan nhanh chóng, trộn đều và tiệt trùng ở nhiệt độ cao (121℃, 30 phút) nhằm đảm bảo độ vô trùng của môi trường.
Chuyển dịch vô trùng: Sau khi tiệt trùng, môi trường có thể được chuyển trực tiếp sang các thiết bị lên men hoặc bồn chứa thông qua hệ thống đường ống vô trùng, giảm nguy cơ nhiễm bẩn trong quá trình vận chuyển và nâng cao tính liên tục của sản xuất.
(4) Hệ thống CIP (Vệ sinh tại chỗ) (1 bộ: tổ hợp 4 bồn × 1000L)
Để đảm bảo tuân thủ GMP, bốn bồn CIP 1000L được bố trí để thực hiện vệ sinh tự động hoàn toàn tại chỗ cho các thiết bị lên men, bồn cấp liệu, bồn môi trường và các đường ống liên quan mà không cần tháo dỡ bằng tay:
Quy trình tự động hóa: Bốn bồn chứa dung dịch tẩy rửa kiềm, dung dịch tẩy rửa axit, nước tinh khiết và chất khử trùng. Một chuỗi chương trình hóa tự động thực hiện các bước "rửa kiềm - xả nước - rửa axit - xả nước - khử trùng - xả cuối", đảm bảo hiệu suất cao và kết quả làm sạch có thể kiểm chứng.
Lưu trữ dữ liệu: Toàn bộ quá trình làm sạch được giám sát, với các thông số chính (thời gian, nhiệt độ, nồng độ) được ghi lại để đáp ứng yêu cầu GMP về xác nhận làm sạch và truy xuất dữ liệu.
(5) Hệ thống mô-đun trộn (1 bộ: kết hợp đa thể tích)
Được thiết kế để trộn dịch nuôi cấy vi khuẩn sau lên men với tá dược và xử lý sơ bộ trước khi tạo dạng bột (ví dụ: thêm chất bảo vệ). Hệ thống bao gồm 8 bồn trộn với dung tích khác nhau: 2×200L, 2×300L và 4×600L.
Tính linh hoạt: Thiết kế đa thể tích thích ứng với các kích cỡ mẻ và đặc điểm sản phẩm khác nhau, đạt sai số đồng nhất trộn ≤3%.
Trộn nhẹ nhàng: Các lưỡi khuấy đặc biệt được lắp đặt để đảm bảo trộn đều nước dùng với các chất bảo vệ hoặc chất mang trong khi giảm thiểu lực cắt nhằm bảo vệ khả năng sống của lợi khuẩn. Thiết kế vệ sinh giúp loại bỏ các điểm chết và dễ dàng làm sạch.
|
Sản Phẩm Đề Xuất |
|||
 |
 |
 |
 |
| Hệ thống lên men vi sinh | Bình Quá Trình | Hệ thống CIP | Bình lên men bằng thủy tinh |