โซลูชันสำหรับสายการผลิตการหมักชีวภาพ
โซลูชันครบวงจรสำหรับสายการผลิตการหมักชีวภาพขนาดใหญ่ (ส่วนอุปกรณ์)
——รายการอุปกรณ์ครบชุดตั้งแต่ถังหัวเชื้อ 50 L ถึงถังผลิต 200 m³

1、สถาปัตยกรรมโดยรวม
สายการผลิตจัดวางแบบสามช่วง “ต้นน้ำ-กลางน้ำ-ปลายน้ำ” รองรับการขยายกำลังการผลิต 3 ระดับจาก 50 L → 5 m³ → 200 m³ ครอบคลุมผลิตภัณฑ์การหมักมากกว่า 20 ประเภท เช่น ยาปฏิชีวนะ สารเตรียมเอนไซม์ วัคซีน ส่วนผสมอาหาร และสารเคมีชีวภาพ โดยกำลังการผลิตต่อแบตช์อยู่ที่ 1-200 ตัน และกำลังการผลิตต่อปีสามารถสูงถึง 50,000 ตัน

2、วิศวกรรมต้นน้ำ (การเตรียมหัวเชื้อ)
1. ธนาคารเชื้อแบคทีเรีย/เซลล์
ถังไนโตรเจนเหลว -196 ℃ + การติดตามย้อนกลับด้วย QR code เพื่อให้มั่นใจว่าสายพันธุ์จุลินทรีย์ยังคงมีชีวิตและใช้งานได้ยาวนาน 10 ปี
2. การเพาะเลี้ยงในขวดเขย่า
เครื่องเขย่าแบบควบคุมอุณหภูมิคงที่ 250 mL-3 L, ระยะเขย่า 25 mm, ความเร็ว 50-400 rpm, เลือกเสริม CO₂ ได้
3. ถังหัวเชื้อ
ถังกวนแม่เหล็ก 50 L/300 L/1000 L, 316L, Ra ≤ 0.4 μm, SIP 125 ℃/30 นาที; pH, DO, อุณหภูมิออนไลน์, ±0.2 ℃, ±0.02 pH

3、วิศวกรรมกลางน้ำ (การหมักหลัก)
1. ถังหมัก
• สเปก: 10 m³, 50 m³, 200 m³ (เชื่อมต่อขนานได้ถึง 4 × 200 m³)
โครงสร้าง: อัตราส่วนสูงต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5-3:1, แจ็กเก็ตแบบรังผึ้ง + ท่อครึ่งวงรอบนอกสำหรับระบายความร้อนสองชั้น, ซีลเชิงกล (หน้าซีลคู่), ตัวกรองหายใจฆ่าเชื้อ PTFE 0.22 μm ที่ด้านบน
การกวน: ใบพัด Rushton 6 ใบแบบสองชั้น + อินเวอร์เตอร์ 50-250 rpm, กำลัง 3-5 kW/m³; ท่ออากาศแบบวงแหวนรูพรุนขนาดเล็กที่ก้นถัง, ทำให้ค่าก๊าซออกซิเจนละลายอิ่มตัว >30%
• การควบคุม: DCS+BioPAT ® MFCS, เก็บข้อมูล DO, pH, อุณหภูมิ, โฟม, ความดัน และน้ำหนักแบบเรียลไทม์; สลับโหมดแบตช์, เติมเพิ่ม และต่อเนื่องได้ด้วยคลิกเดียว
CIP/SIP: ไอน้ำบริสุทธิ์ 135 ℃ + วงจรด่าง/กรด, อัตราครอบคลุมการทำความสะอาด 100%, รอบการตรวจยืนยัน ≤ 2 ชั่วโมง

2. ระบบป้อนวัตถุดิบ
การชั่งและป้อน 6 ช่อง: แหล่งคาร์บอน, แหล่งไนโตรเจน, ธาตุรอง, สารปรับ pH, สารลดฟอง, สารกระตุ้น; ความแม่นยำในการวัด ±0.2%, วาล์วไดอะแฟรมปลอดเชื้อ, การเก็บตัวอย่างไร้จุดอับ

3. การบำบัดอากาศ/ไอเสีย
เครื่องอัดอากาศ → เครื่องทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง → ไส้กรองฆ่าเชื้อ 0.01 μm → ถังหมัก;
ก๊าซไอเสียผ่านคอนเดนเซอร์และตัวกรอง 0.2 μm และมีการเฝ้าติดตาม VOC ของก๊าซไอเสียแบบออนไลน์ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมเรื่อง VOC ≤ 50 mg/m³

4、วิศวกรรมปลายน้ำ (การแยกและการทำให้บริสุทธิ์)
1. การแยกของแข็ง-ของเหลว
เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบจาน 10000 g, คายกากต่อเนื่อง, เหมาะสำหรับของแข็งปริมาณสูง 30%
เครื่องกรองดรัมหมุนสุญญากาศ พื้นที่ 20 m² ทำงานต่อเนื่อง และทำความสะอาดผ้ากรองโดยอัตโนมัติ

2. การแตกเซลล์
โฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูง 1500-2000 บาร์ อัตราการไหล 1-20 ตัน/ชั่วโมง ควบคุมอุณหภูมิน้ำเย็นตลอดกระบวนการ <15 ℃
ถังไฮโดรไลซิสด้วยอัลตราซาวนด์หรือเอนไซม์แบบออปชันสำหรับกำจัดแบคทีเรียแกรมบวก

3. การทำให้บริสุทธิ์ขั้นต้น
ถังตกตะกอนแบบฟล็อคกูเลชันขนาด 5 ม³ พร้อมการปรับค่า pH และการควบคุมความขุ่นแบบออนไลน์
ระบบอัลตราฟิลเตรชัน TFF พื้นที่เมมเบรน 50-400 ม² การไหลแบบทแยง <3 บาร์ ความเข้มข้น 5-20 เท่า
คอลัมน์ดูดซับ: ไอออนเอกซ์เชนจ์/โครมาโทกราฟีแบบไฮโดรโฟบิก เกรดสุขอนามัย 316L รองรับ CIP/SIP แบบออนไลน์

4. การทำให้บริสุทธิ์และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
นาโนฟิลเตรชัน/รีเวิร์สออสโมซิส: ลดเกลือ ความเข้มข้นถึงปริมาณของแข็ง 50%
เครื่องอบแห้งแบบสายพานสุญญากาศ: อบแห้งต่อเนื่องที่ 60 ℃ ความชื้น ≤ 3%
• การทำแห้งแบบแช่แข็ง: เครื่องฟรีซดราย 20 ม² กับดักเย็น -55 ℃ โดยมีอัตราการคงอยู่ของผงของแบคทีเรียที่มีชีวิต ≥ 80%
เครื่องอัดเม็ดแบบแห้ง: อัดผงให้เป็นอนุภาคขนาด 0.5-2 มม. เพื่อให้ขนส่งสะดวกและละลายได้ทันที

5. สาธารณูปโภคและระบบอัตโนมัติ
• ไอน้ำ: 6 ตัน/ชั่วโมง @ 8 บาร์ เครื่องกำเนิดไอน้ำบริสุทธิ์
น้ำเย็น: เอทิลีนไกลคอล -5 ℃ 400 ม³/ชั่วโมง ระบบแลกเปลี่ยนแบบแผ่นคู่ประหยัดพลังงาน
อากาศอัด: แบบไร้น้ำมัน 0.8 MPa ผ่านการกรองปลอดเชื้อ 0.01 μm
• น้ำเสีย: นำกลับมาใช้ซ้ำด้วย MBR+RO, COD <80 mg/L
ระบบอัตโนมัติ: DCS+MES+SCADA ลายเซ็นอิเล็กทรอนิกส์ของแต่ละแบตช์ เป็นไปตาม 21 CFR Part 11; วาล์วสำคัญมีแหล่งจ่ายไฟคู่, UPS สำรอง 30 นาที

6. กรณีศึกษาทั่วไป (200 ม³ × 4 ไลน์ขนาน)
• ผลิตภัณฑ์: กลูโคสออกซิเดสเกรดอาหาร
หมักแบบแบตช์เดี่ยว 30 ชั่วโมง ผลิตเอนไซม์ 60000 U/mL
กำลังการผลิตต่อปี 35000 ตันของน้ำหมัก → 6000 ตันของน้ำหมักเอนไซม์เข้มข้น → 1500 ตันของผงแห้ง
• ระยะเวลาคืนทุน: 3.2 ปี (รวมงานโยธา สาธารณูปโภค และการตรวจรับรอง)

7. สรุป
สายการผลิตการหมักชีวภาพขนาดใหญ่นี้ใช้แนวคิด “โมดูลมาตรฐาน + กระบวนการยืดหยุ่น” สามารถสลับการทำงานได้ตั้งแต่หัวเชื้อ 50 ลิตร การผลิต 200 ม³ การป้อนวัตถุดิบต่อเนื่อง ไปจนถึงการทำให้บริสุทธิ์ปลายน้ำหลายเส้นทางได้ด้วยคลิกเดียว รองรับผลิตภัณฑ์ครบช่วงตั้งแต่ยาปฏิชีวนะไปจนถึงเอนไซม์จากพืช วัคซีนไปจนถึงสารเคมีชีวภาพจากชีวฐาน ช่วยให้ “โรงงานเดียว หลายผลิตภัณฑ์ เข้าสู่ตลาดได้รวดเร็ว” อย่างแท้จริง