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发酵是指将复杂的有机物分解成简单的物质，以使介质产生特定的化学和/或物理变化。发酵在生物反应器（或发酵罐）中进行，生物反应器能为有机原料提供最佳的培养环境。
最佳发酵环境的要求
发酵是一个非常精细和微妙的过程，发酵原材料的处理和输送更需要精细化把控。为实现恰到好处的发酵，所有工作设备和组件都必须满足以下要求：
如前所述，所有微生物反应和生化反应都是在生物反应器中进行的，因此，生物反应器是生物过程中的关键设备。更具体地说，生物反应器是一个为酶或整个细胞将生化物质转化为产品提供有效环境的容器。
有效的环境指什么？
就生物反应器而言，有效的环境是指确保充足的气体供应、保持适当的pH值和温度，并提供营养物、酸、碱、消泡剂或氧气，以维持有效培育。要实现所有这些性能，必须采用适当的泵技术。
生物加工工程师在选择合适的泵时需要考虑以下因素：
泵送液体的粘度
液体粘度越高，就会对泵产生越大的作用力，因此，泵需要足够坚固，此外，还需配备一个电机，以提供适当水平的阻力扭矩。
液体对剪切力的敏感度
一些液体对施加于其上的剪切力敏感度很高，因此，选用的泵应确保温和的泵送运动，避免改变液体成分（即因剪切力太高，导致液体中的细胞受破坏）。
液体泵送路径的无菌需求
无菌环境是决定无菌发酵是否成功的关键因素，因此有机物与硬件组件的接触部分应满足最高的卫生标准要求。
准确度和精准度
在发酵过程中，确保生物反应器中有机液体的准确和精准传输非常重要。泵技术在很大程度上决定了可实现的准确度和精准度。使用传感器并进行校准有助于克服泵的某些固有局限性，以实现更高的准确度和精度。
泵在发酵过程中起着一个重要作用——调节反应器中的许多重要成分。包括测量和控制Ph值，添加营养物，测量压力，以及防止泡沫形成。
营养物进料泵(1)
生物过程中，微生物通常需要多种营养物，包括水或高粘度葡萄糖溶液。此外，还需提供多种进料配置，从而实现泵内的液体供应呈指数式增长，而生物反应器可帮助实现这一功能。
耐酸碱(2,3)
有时需要添加酸性或碱性液体，以维持所需的生物反应器环境。通常，检测设备内部的pH值，即可实现这一点。酸和碱可以通过试管和泵添加到培养皿中，但其浓度需精准把控。如果浓度过高，微生物结构在进入生物反应器之前就会被浓酸或浓碱损坏。可交替运行耐酸碱泵，以达到所需浓度。
消泡泵(4)
在使用生物反应器进行发酵的过程中，通常会产生泡沫，阻碍气体的流动。在此等情况下，可使用泵控制泡沫的形成，在必要的情况下，可在泵中添加消泡剂，以控制泡沫形成。
鉴于生物反应器的要求，最理想的泵技术是蠕动泵。蠕动泵之所以性能突出，是因为它能准确、温和地泵送液体（即使是高粘度液体），同时保持每种液体的完整性。此外，管道是蠕动泵中唯一与传输介质接触的部件，因此，使用高质量管道，更符合高卫生标准。
Learn more about fermentation processes in bioprocessing flow and how to select peristaltic pumps for bioreactors.
