Ⅰ.la composició estructural del fermentador
El fermentador sol estar compost per diversos components clau, cadascun dels quals té un paper indispensable.
1. Dipòsit: la part principal del fermentador, normalment fet d'acer inoxidable i altres materials resistents a la corrosió. El dipòsit està dissenyat per suportar la pressió i la temperatura del procés de fermentació, proporcionant un ambient tancat i adequat per al creixement dels microorganismes.
2. Sistema d'agitació: incloent motor, reductor, paleta d'agitació i altres components. El sistema d'agitació gira les pales d'agitació per fer circular el líquid de fermentació al dipòsit per garantir que els nutrients i l'oxigen es distribueixen uniformement i per afavorir el creixement i el metabolisme dels microorganismes.
3. Sistema de ventilació: passar aire estèril a la solució de fermentació per aportar l'oxigen que necessiten els microorganismes i descarregar el diòxid de carboni produït pel metabolisme per mantenir l'equilibri de gas en el dipòsit. El sistema d'aireació sol incloure dispositius de distribució d'aire i canonades.
4. Sistema de control de temperatura: La temperatura a l'interior del fermentador es controla fent circular aigua calenta o freda a través d'aparells com jaquetes o serpentins. La temperatura és un factor clau en el creixement i el metabolisme microbians, de manera que el sistema de control de temperatura ha de ser altament precís i estable.
5. Sistema de control de pH: controleu i ajusteu el valor de pH de la solució de fermentació per satisfer les necessitats de creixement i metabolisme microbians. El sistema de control de pH sol incloure sensor de pH, controlador i dispositiu de dosificació.
6. Sistema anti-escuma: Elimina l'escuma generada durant el procés de fermentació, evita que l'escuma es desbordi i manté l'estabilitat del procés de fermentació. El sistema anti-escuma sol incloure un agent anti-escuma i un dispositiu anti-escuma.
7. Ports de mostreig i descàrrega: s'utilitzen per al mostreig i prova del procés de fermentació i la descàrrega de productes de fermentació. Aquests ports solen estar dissenyats en llocs adequats del dipòsit per a una fàcil operació i manteniment.
Ⅱ.El principi de funcionament del fermentador
El principi de funcionament del fermentador es basa principalment en el creixement i els processos metabòlics dels microorganismes. En condicions adequades, els microorganismes utilitzen els nutrients del brou de fermentació per créixer i multiplicar-se, i al mateix temps produir els metabòlits necessaris.
1.Inoculació microbiana: els microorganismes cribatjats i purificats s'inoculen al fermentador com a soca inicial del procés de fermentació.
2. Subministrament de nutrients: Afegiu la quantitat adequada de nutrients, com ara font de carboni, font de nitrogen, sal inorgànica, etc., al fermentador per proporcionar l'energia i la base material per al creixement de microorganismes.
3.Control de temperatura i pH: mitjançant el sistema de control de temperatura i el sistema de control de pH, la temperatura i el valor de pH del fermentador s'ajusten al millor rang per al creixement i el metabolisme dels microorganismes.
4.Aireació i agitació: mitjançant el sistema d'aireació i el sistema d'agitació, s'introdueixen aire i oxigen estèrils a la solució de fermentació i la solució de fermentació es fa circular al dipòsit per garantir que els nutrients i l'oxigen es distribueixen uniformement.
5.Acumulació de metabòlits: Durant el creixement i metabolisme dels microorganismes, es produeixen els metabòlits necessaris. Aquests metabòlits es poden detectar i analitzar mitjançant ports de mostreig per avaluar el progrés i l'eficàcia del procés de fermentació.
6. Descàrrega del producte de fermentació: quan el procés de fermentació arriba a l'objectiu predeterminat, els productes de fermentació es descarreguen a través del port de descàrrega per al seu tractament i processament posterior.
En resum, el fermentador és l'equip bàsic de la indústria de la biofermentació, per la qual cosa la seva composició estructural i principi de funcionament són crucials. En obtenir una comprensió profunda de l'estructura i el principi de funcionament del fermentador, podem comprendre millor els punts de control del procés de fermentació i millorar l'eficiència de la producció i la qualitat del producte. Al mateix temps, això proporciona un fort suport teòric i una guia pràctica per al disseny i millora òptims dels fermentadors.