Thép không gỉ FermenterNguyên tắc chủ yếu xoay quanh khuấy cơ học, cung cấp oxy thông gió và kiểm soát môi trường ba lõi, thông qua các phương tiện vật lý và hóa học phối hợp để cung cấp cho vi sinh vật một môi trường phát triển và trao đổi chất thích hợp, do đó đạt được sự tổng hợp hiệu quả cao của các sản phẩm mục tiêu. Sau đây là nguyên lý cụ thể và trình bày phân điểm:

I. Nguyên tắc trộn cơ khí và chất lỏng khí

Hành động khuấy mái chèo:

Bên trong máy lên men được trang bị hệ thống trộn cơ học đầu vào, phân tán không khí thành các bong bóng nhỏ bằng cách quay của mái chèo khuấy để phân phối đều trong chất lỏng lên men. Thiết kế của cánh quạt khuấy (chẳng hạn như cánh quạt thẳng, cánh quạt nghiêng) có thể tạo ra các đặc tính trường dòng chảy khác nhau, chẳng hạn như cánh quạt thẳng phù hợp với hệ thống độ nhớt cao, trong khi cánh quạt nghiêng có thể tăng cường hiệu ứng trộn trục.

Bong bóng nghiền với truyền oxy:

Vòng quay của mái chèo khuấy tạo ra lực ly tâm cho phép bong bóng tạo ra một dòng hỗn hợp mạnh mẽ xung quanh cánh quạt. Bong bóng được nghiền thành các kích thước nhỏ hơn, làm tăng đáng kể diện tích tiếp xúc với chất lỏng không khí, do đó cải thiện tốc độ hòa tan và hiệu quả truyền khối lượng của oxy. Ví dụ, trong quá trình lên men bia, nấm men cần đủ oxy để hô hấp và mái chèo khuấy đảm bảo mức oxy hòa tan đáp ứng nhu cầu bằng cách nghiền bong bóng.

Hình thành dòng chảy tuần hoàn:

Máy lên men không khí phun ra bong bóng tốc độ cao thông qua vòi phun không khí, sử dụng sự khác biệt về mật độ chất lỏng giữa bên thông hơi và bên thông hơi để tạo thành một lưu thông. Phương pháp tuần hoàn bên trong này có thể đạt được sự pha trộn đầy đủ của chất lỏng và khí mà không cần khuấy động cơ học, thích hợp cho nuôi cấy vi sinh vật nhạy cảm với lực cắt.

II. Nguyên tắc cung cấp oxy thông gió và kiểm soát vô trùng

Cung cấp không khí vô trùng:

Quá trình lên men tức giận (ví dụ như sản xuất kháng sinh) đòi hỏi phải liên tục thông qua một lượng lớn không khí vô trùng. Không khí đi vào máy lên men thông qua hệ thống thông hơi sâu, hiển thị lưu lượng thông qua đồng hồ đo lưu lượng rotor thủy tinh và theo dõi áp suất bằng đồng hồ đo áp suất. Hệ thống được trang bị bộ lọc khử trùng hiệu quả cao (độ chính xác lọc 0,01 μm) với vỏ thép không gỉ, đảm bảo không khí vô trùng và ngăn ngừa ô nhiễm tạp khuẩn.

Tối ưu hóa hiệu quả truyền oxy:

Kiểm soát phối hợp lượng thông gió và tốc độ khuấy là chìa khóa. Ví dụ, bằng cách điều chỉnh thông khí (tối đa 1,5VVM) và tốc độ khuấy (50-600rpm), hệ số truyền oxy (KLa) có thể được tối ưu hóa để duy trì mức oxy hòa tan (DO) trong phạm vi mục tiêu (ví dụ: 0-100% hoặc 0-200%). Một số máy lên men cũng được trang bị bộ điều khiển lưu lượng khối để thực hiện điều chỉnh tự động lưu lượng không khí.

Kiểm soát áp suất và an toàn:

Áp suất bên trong bể được hình thành bởi sự kết hợp của khí được tạo ra thông qua khí và quá trình lên men. Điều khiển áp suất bể bằng cách điều chỉnh độ mở của van xả, đồng hồ đo áp suất kiểu con trỏ cấu hình đầu xả hiển thị giá trị áp suất. Máy phát áp suất nhập khẩu và van điều chỉnh tự động có thể được tùy chọn để đạt được kiểm soát chính xác áp suất bể (như 0,05MPa), đảm bảo sự an toàn của quá trình lên men.

Ký hợp đồng cung cấp Phần mềm tính toán định lượng rủi ro ngoài khơi – Safeti Offshore cho Trung tâm nghiên cứu và phát triển An toàn và Môi trường Dầu khí (CPSE) (

Kiểm soát nhiệt độ:

Máy lên men được trang bị áo khoác hoặc thiết bị trao đổi nhiệt cuộn để điều chỉnh nhiệt độ của chất lỏng lên men bằng cách đi qua nước lạnh hoặc nước nóng. Cảm biến nhiệt độ theo dõi nhiệt độ trong thời gian thực và phản hồi tín hiệu đến hệ thống điều khiển. Khi nhiệt độ lệch khỏi giá trị thiết lập, chẳng hạn như 40-45 ° C lên men lactobacillus, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh lưu lượng phương tiện trao đổi nhiệt để giữ nhiệt độ trong phạm vi thiết lập.

Điều chỉnh pH:

Hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật gây ra sự thay đổi pH của chất lỏng lên men. Máy lên men được trang bị cảm biến pH và thiết bị bổ sung axit và kiềm để theo dõi và điều chỉnh pH trong thời gian thực. Ví dụ, các giai đoạn khác nhau của quá trình lên men kháng sinh đòi hỏi các giá trị pH khác nhau, khi pH đi chệch khỏi phạm vi thiết lập, hệ thống điều khiển sẽ tự động khởi động bơm axit và kiềm, thêm một lượng axit hoặc kiềm vừa phải, để pH trở lại giá trị thiết lập.

Kiểm soát oxy hòa tan (DO):

Mức độ oxy hòa tan ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trao đổi chất của vi sinh vật. Máy lên men phát hiện giá trị oxy hòa tan trực tuyến thông qua điện cực DO và được liên kết với tốc độ quay, kiểm soát thông hơi. Ví dụ, khi giá trị DO thấp hơn ngưỡng đã đặt, hệ thống sẽ tự động tăng tốc độ khuấy hoặc thông khí, đảm bảo cung cấp oxy hòa tan.

Kiểm soát bổ sung:

Trong quá trình lên men cần bổ sung chất dinh dưỡng để duy trì sự phát triển của vi sinh vật. Máy lên men được trang bị máy bơm nhu động đa chiều để thực hiện bổ sung dòng chảy tỷ lệ thời gian. Lượng bổ sung có thể tích lũy hiển thị và ghi lại, đảm bảo cung cấp chính xác chất dinh dưỡng.

Bốn,Thép không gỉ FermenterNguyên tắc cảnh áp dụng điển hình

Lên men hiếu khí:

Chẳng hạn như sản xuất kháng sinh, axit amin, cần phải đáp ứng nhu cầu oxy của vi sinh vật thông qua khuấy động cơ học và cung cấp oxy thông gió. Máy lên men không khí sử dụng lưu thông bong bóng để đạt được sự truyền oxy hiệu quả cao, thích hợp cho sản xuất hàng loạt.

Lên men kỵ khí:

Chẳng hạn như sản xuất rượu, dung môi, cấu trúc của máy lên men tương đối đơn giản, không cần hệ thống thông gió phức tạp. Đảm bảo môi trường kỵ khí bằng cách ngăn chặn oxy xâm nhập bằng thiết kế kín.

Lên men hiếu khí nhiệt độ cao:

Chẳng hạn như xử lý phân gia súc và gia cầm, sử dụng công nghệ vi khuẩn sinh học nhiệt độ cao để thúc đẩy sự phân hủy các chất hữu cơ thông qua khuấy cơ học và cung cấp oxy thông gió. Máy lên men được trang bị thiết bị khử mùi để xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn.