?

ในการหมักจุลินทรีย์ความหนาแน่นสูงและการคัดเลือกสายพันธุ์ การสะสมของสารลดแรงตึงผิว (เช่น โปรตีนและเปปไทด์) ร่วมกับการเติมอากาศที่รุนแรงและการกวนด้วยความเร็วสูง มักจะก่อให้เกิดโฟมมากเกินไป หากปล่อยไว้โดยไม่ควบคุม โฟมสามารถลอยขึ้นสู่ด้านบนของภาชนะ ทำให้เกิดโฟมล้น การอุดตันของตัวกรองไอเสีย การสูญเสียปริมาตร และความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนอย่างรุนแรง

วิธีการป้องกันโฟมแบบดั้งเดิมอาศัยการตรวจสอบด้วยตนเองหรือการเติมสารเคมีอย่างต่อเนื่องในอัตราคงที่ อย่างไรก็ตาม การเติมสารป้องกันโฟมมากเกินไปจะเปลี่ยนแปลงความตึงผิวของน้ำหมัก ลดค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลปริมาตร ($K_L a$) และอาจก่อให้เกิดความเป็นพิษต่อเซลล์ ในขณะเดียวกันก็ทำให้การทำให้บริสุทธิ์ในขั้นตอนต่อไปซับซ้อนขึ้น ดังนั้น การประเมินความสามารถของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบตั้งโต๊ะในการให้ปริมาณตามความต้องการ — การฉีดสารป้องกันโฟมเฉพาะเมื่อมีโฟม — จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเลือกอุปกรณ์

เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพอัตโนมัติสมัยใหม่รวมฮาร์ดแวร์เซ็นเซอร์นำไฟฟ้าเข้ากับซอฟต์แวร์ควบคุมเพื่อจัดการโฟมแบบวงปิดที่ตอบสนองได้ดี:

• การตรวจจับสัญญาณโฟมแบบเรียลไทม์:ระบบใช้โพรบโฟมแบบนำไฟฟ้าเพื่อกระตุ้นตัวบ่งชี้สัญญาณโฟม (Foam Signal Indicator) ทันทีเมื่อโฟมสัมผัสกับปลายอิเล็กโทรด
• การควบคุมพัลส์รอบและเวลาทำงาน (Cycle and Work Time Pulse Control):ซอฟต์แวร์ควบคุมช่วยให้สามารถกำหนดพารามิเตอร์ของปั๊มสารป้องกันโฟมแบบเพอริสตัลติกได้อย่างแม่นยำโดยใช้พารามิเตอร์ "Cycle" และ "Work Time" ตัวอย่างเช่น ด้วย Cycle 10 วินาที และ Work Time 3 วินาที ปั๊มจะทำงานเพียง 3 วินาทีต่อรอบในช่วงที่มีสัญญาณโฟม และจะหยุดทำงานในช่วง 7 วินาทีที่เหลือเพื่อป้องกันการเติมสารเคมีมากเกินไป
• การสอบเทียบปั๊มและการติดตามตัวรวม (Pump Calibration and Totalizer Tracking):เมื่อจับคู่กับอัลกอริทึมการสอบเทียบอัตราการไหลของปั๊มตามน้ำหนักและเวลา (Calibrate Rate) ระบบจะคำนวณและบันทึกปริมาณการใช้สารป้องกันโฟมสะสม (Antifoam Count/Total) แบบเรียลไทม์ เพื่อสร้างตัวชี้วัดเชิงปริมาณสำหรับการขยายขนาดกระบวนการ

เมื่อเลือกเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพในห้องปฏิบัติการสำหรับการหมักความหนาแน่นสูงและการพัฒนากระบวนการชีวภาพต้นน้ำ วิศวกรกระบวนการควรตรวจสอบเกณฑ์การประเมินดังต่อไปนี้:

1. โหมดควบคุมคู่ (อัตโนมัติและแมนนวล):ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวควบคุมรองรับทั้งการทำงานแบบวงปิดที่ขับเคลื่อนด้วยเซ็นเซอร์อัตโนมัติ (Auto) และการควบคุมด้วยตนเองแบบบังคับ (Manual) เพื่อจัดการกับโฟมที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่คาดคิด
2. ตรรกะการเติมแบบพัลส์:ตรวจสอบว่าปั๊มเติมอนุญาตให้ปรับรอบการควบคุมและเวลาทำงานที่ใช้งาน (Work Time) ได้อย่างอิสระ เพื่อป้องกันการยับยั้งสารตั้งต้นหรือการเจือจางอาหารเลี้ยงเชื้อ
3. การตรวจสอบย้อนกลับและความแม่นยำในการเติม:ยืนยันว่าซอฟต์แวร์รองรับการสอบเทียบอัตราการไหลของปั๊ม (g/min) และบันทึกน้ำหนักการเติมสะสมในรายงานข้อมูลและเส้นโค้งแนวโน้มในอดีต เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานการตรวจสอบย้อนกลับ Quality by Design (QbD)