تخمیر کننده های سفارشی چیست؟ مشخصات، گزینه ها و کاربردهای

جواب دادن به سوال اصلي:یک تخمیر کننده سفارشی چیست و کدام گزینه ها واقعاً مهم هستند؟یک تخمیرگر سفارشی یک ظرف تخمیر است که هندسه، تحریک، انتقال گرما، مهر و موم،و سیستم های تمیز کننده برای یک وظیفه خاص مشخص شده اند نه برای یک طراحی کلیاین کار به چهار دسته تقسیم می شود: کشت هوازی غوطه ور که نیاز به KLa بالای 50-200 h-1 در 0.5-1.5 vvm دارد، کشت بی هوازی که تولید اتانول یا بیوگاز در 30-38 °C بدون اسپارینگ را انجام می دهد.فرآیندهای چسبناک یا سنگین که نیاز به لنگر یا چرخ چرخ های مارپیچی بیش از 5 داردحجم کار 100 تا 500000 لیتری با دمای کنترل شده بین 8 تا 60 درجه سانتیگراد و فشار طراحی از خلاء کامل تا 1.0 MPa

پنج گروه گزینه ای بیشتر سفارشی سازی در یک ظرف تخمیر را تشکیل می دهند و هر یک از آنها تأثیر قابل اندازه گیری بر بهره وری، زمان تمیز کردن یا زمان کار دارند:

• تحريك و مهر و موم:انتخاب درایو اولین شاخه است. درایو ورودی بالا با یک مهر مکانیکی دوگانه که بر روی مایع مانع استریل بر اساس API 682 Plan 53 اجرا می شود، در فشار های تا 1 مناسب است.0 MPa و بدون باز کردن ظرف قابل استفاده استيه محرک مغناطيسي که از پايين وارد ميشه مهر و موم رو کاملاً از بين ميبرهبا هزینه محدودیت فشار پایین تر و تعمیر و نگهداری پیچیده تربرای فرهنگ های حساس به برش، یک هیدروفایل محوری با سرعت نوک کمتر از 1.5 m/s مشخص کنید؛ برای پراکندگی گاز، یک توربین پایین تر راشتون با اندازه 0.5-3.0 kW/m3 ارائه می دهد.
• پیکربندی انتقال گرما:بار گرما تخمیر در سرویس آناروبیک در 2-5 kW / m3 متوسط است اما در فرهنگ هوازی متراکم 15-40 kW / m3 می رسد.200 W/m2·K و برای ظرف های آبجو و مواد غذایی پیش فرض است زیرا ارزان است، قابل تمیز کردن و از نظر ساختاری در فشار پایین کارآمد است. یک سیم پیچ نیمه لوله 600-900 W / m2 · K را ارائه می دهد و در فشار های طراحی بالاتر ترجیح داده می شود زیرا پوسته بار کمتری را حمل می کند.وقتي که تنها ژاکت کافي نيست، یک حلقه گردش خارجی با مبادله گرما صفحه هم منطقه خنک کننده و هم مخلوط کننده را اضافه می کند، که در ظروف بزرگ بیش از 100،000 لیتری استاندارد است.
• تمیز کردن و استریلیزه کردن:پوشش تمیز کردن طراحی شده است، فرض نمی شود. یک توپ اسپری استاتیک 1.5 تا 3.0 لیتر / متر محلول تمیز کردن را در 0.2 تا 0.3 MPa تحویل می دهد و برای ظروف ساده مناسب است.در حالی که یک سر جت چرخش برای ظروف با کثافت سنگین مورد نیاز است، اسپری های داخلی، یا قطر بزرگ، زیرا جت برخورد به طور مکانیکی فیلم را که یک توپ اسپری فقط خیس می کند، حذف می کند.و مخزن باید در طول تمیز کردن تهویه شود تا از فروپاشی خلاء جلوگیری شود، زمانی که جوش گرم توسط شستشوی سرد دنبال می شود.
• ابزار و کنترل:یک تخمیرگر صنعتی پایه درجه حرارت، فشار و سطح را اندازه گیری می کند. یک خمیرگر خوب مشخص شده pH و اکسیژن محلول را با سنجه های استریلیزه شده با بخار اضافه می کند.تجزیه و تحلیل اکسیژن و دی اکسید کربن برای محاسبه OUR و CTR، یک سلول بار یا فرستنده فشار فرقی برای تغذیه دقیق مبتنی بر جرم و یک سنجش فوم که دوز ضد فوم را هدایت می کند.اتوماسیون پروفایل تغذیه با یک متغیر اندازه گیری شده مانند CO2 گازهای گلخانه ای یا افزایش pH به طور مداوم سازگاری دسته به دسته را بیشتر از هر ارتقاء مکانیکی بهبود می بخشد.
• منطقه خطرناکه و محاصره:تخمیرات حاوی اتانول و محلول ها باعث ایجاد یک جو قابل اشتعال می شوند که نیاز به طبقه بندی ATEX یا IECEx ظرف و تمام تجهیزات الکتریکی دارد.یک تاسیسات اتانول معمولی در منطقه 1 یا منطقه 2 در داخل فضای سر ظرف و منطقه 2 در اطراف آن طبقه بندی می شود.، که گواهینامه موتور، زمین زدن و چسباندن تمام قطعات رسانا، گیرنده های شعله در دریچه های تهویه را هدایت می کند،و پوشش گاز بی اثر با نیتروژن برای نگه داشتن اکسیژن زیر غلظت اکسیژن محدودمشخص کردن این در مرحله طراحی هزینه بسیار کمتری نسبت به بعد از آن پس از بررسی ایمنی دارد.

محصولات مختلف اولویت های طراحی متفاوتی را تحمیل می کنند. چهار خانواده کاربرد نشان می دهد که چگونه سفارشی سازی به دنبال محصول است:

• تولید آبجو و نوشیدنی:ظرف های استوانه ای با زاویه مخروطی ۶۰ تا ۷۰ درجه برای کشت مخمر قابل اعتماد، نسبت ۳: ۱ به ۵:1، و مناطق خنک کننده متعدد در مخروط و بطری برای کنترل مستقل تخمیر و تهویه سرد. کنترل دمای دقیق است، به طور معمول ± 0.2 ° C در 8-20 ° C،با گلیکول در ۴ تا ۲ درجه سانتیگرادسطح ر 0.8 μm یا بهتر، پایین کاملا تخلیه، و یک دستگاه تخلیه فشار-خلاء اندازه گیری شده برای هر دو فشار فرامنتاسیون و خلاء ایجاد شده در هنگام برخورد سرد ضروری است.
• آنزیم های صنعتی و اسیدهای آلی:این فرآیندهای هوازی با تراکم سلول بالا هستند که انتقال اکسیژن و حذف گرما بهره وری را محدود می کنند. ظروف با غنی سازی اکسیژن در kLa 100-200 h-1 کار می کنند.تغذیه دسته بندی شده برای سرکوب سرکوب کاتابولیت، و یک سیستم ضد کف اندازه گیری شده برای 0.01-0.05% دوز. از آنجا که تیترها به 100-200 g/L و جوش غلظت افزایش در طول اجرا،مخلوط کننده باید برای حالت پایان دسته به جای شروع اندازه گیری شود.، و موتور باید با افزایش لزوم 20 تا 30 درصد افزایش قدرت را تحمل کند.
• اتانول آناروبیک و بیوگاز:بدون اسپارینگ و بدون عملیات نابارور، بنابراین هزینه غالب است. ظروف بزرگتر، 100،000-500،000 لیتر، با تحریک آهسته کافی است فقط برای تعلیق جامد و جلوگیری از استراتفکیشن،خنک سازی خارجی برای حفظ 30-38 درجه سانتیگراد در محدوده ±1 درجه سانتیگرادطبقه بندی ATEX، کنترل فوم و اجازه خوردگی برای اسیدهای آلی مهم تر از پایان سطح است.وظیفه غیر استریل اجازه می دهد 304L ساخت و کار و یک فرش پایان، که هزینه سرمایه را در مقایسه با یک ظرف بهداشتی 316L 25-40٪ کاهش می دهد.
• محصولات غذایی، لبنی و پروبیوتیک:طراحی بهداشتی اجباری است و قابلیت تمیز کردن مشخصات را هدایت می کند: پایین شیب دار و کاملاً قابل تخلیه، هیچ پای مرده ای بالاتر از L / D از 2، دریچه های دیافراگم، جوش های مدار،و 316L الکتروپولیس شده در Ra 0.4-0.8 μm. فرآیندها در 30-45 °C برای فرهنگ های مزوفیلیک و 42-45 °C برای فرهنگ های ماست ترموفیلیک اجرا می شوند، با تحریک ملایم کمتر از سرعت 1.5 m/s برای محافظت از زنده ماندن سلول،و چرخه های CIP که برای حذف بقایای پروتئین و چربی در یک محدوده زمانی و دمایی مشخص شده است.

س: چه حجم کاری باید برای یک تخمیر کننده سفارشی مشخص کنم؟

A: حجم کار را مشخص کنید، نه حجم کل و مقدار مورد نیاز را مشخص کنید. حجم کار چیزی است که فرآیند استفاده می کند؛ حجم کل حجم کار به علاوه فضای 20-30٪ برای فوم است،جدا شدن گاز، و گسترش حرارتی.تبدیل شدن مهم است زیرا یک ظرف که همچنین باید به عنوان تخمیر کننده دانه یا اجرای کمپین های آزمایشی کوچک باشد، نیاز به یک مخلوط کننده و اسپرگر دارد که در ۳۰ تا ۴۰ درصد از سطح اسمی موثر باقی می ماند، که معمولاً به معنای یک دوچرخه دوم پایین تر در شاخه و یک درایو فرکانس متغیر است.روشن کردن هر دو عدد در مرحله نقل قول از مشکل رایج یک کشتی که در سطح کامل و ضعیف در نیمه انجام می شود جلوگیری می کند..

س: چگونه می توانم بین یک مهر و موم مکانیکی و یک درایو مغناطیسی تصمیم بگیرم؟

ج: انتخاب یک مهر مکانیکی دوگانه با یک مایع مانع استریل هنگامی که ظرف بیش از 0.35 MPa کار می کند، نیاز به تضمین استریل واقعی بخار در محل دارد.یا کمپین های مستمر را اجرا می کند که قابلیت نگهداری مهر در محل ارزشمند است.. انتخاب یک درایو مغناطیسی زمانی که تضمین ناباروری و حذف نشت نگرانی اصلی هستند، زمانی که محصول به اندازه کافی ارزشمند است که یک رویداد آلودگی فاجعه بار است،یا زمانی که ظرف در فشار متوسط زیر حدود 0 کار می کند..6 MPa. محرک های مغناطیسی در ابتدا 20-40٪ بیشتر هزینه می کنند و نیاز به تعویض لگن در یک فاصله مشخص دارند، اما سیستم آب مهر یا سیال مانع، نظارت بر آن،و خطر آلودگی آن به طور کامل.

سوال: علت مشکلات فوم چیست و کشتی چگونه باید با آنها مقابله کند؟

A: کباب زمانی شکل می گیرد که گاز های اسپارک شده توسط پروتئین ها، سطح فعال یا پلی ساکارید های موجود در آب شوراب پایدار شوند و در نرخ های هوایی بالای 1.0 vvm و تراکم سلول های بالای 50 g/L شدید می شوند..عواقب آن از دست دادن حجم کار، فلترهای خروجی مسدود شده و خطر آلودگی از طریق خط تهویه است.ظرف باید با یک سُند فوم رسانا که به دوز گیری خودکار ضد فوم متصل است مشخص شود.، فضای کافی برای 25 تا 30٪، یک خط اگزوز بزرگ با فیلتر هیدروفوبیک 0.2 μm و در صورت تمایل یک شکسته کننده فوم مکانیکی بر روی شاخه مخلوط کننده.مشخص کردن یک ظرف کمی بزرگتر اغلب ارزان تر از زندگی با یک حجم کار به طور دائم کاهش یافته است.

س: چگونه تمیز کردن بر روی یک تخمیر کننده سفارشی تایید می شود؟

ج: اعتبار سنجی با یک آزمایش پوشش ریبوفلاوین آغاز می شود: سطوح داخلی با یک محلول فلورسنت پاشیده می شوند، اجازه می دهند خشک شوند، سپس تحت چرخه استاندارد CIP قرار می گیرند.و تحت نور ماوراء بنفش برای فلورسنت باقیمانده که نشان دهنده مناطق سایه دار است، بررسی می شود.هنگامی که پوشش تایید شده است، اثربخشی تمیز کردن با اجرای سه چرخه متوالی و آزمایش آب شستشوی نهایی برای هدایت، کل کربن آلی کمتر از 500 ppb تأیید می شود.و عدم باقیمانده هدف با یک روش خاص مانند پروتئین یا کربوهیدراتآزمایش نمونه از بدترین مکان های تعریف شده، از جمله پشت بازها، زیر چرخ و در نوزل تهویه، بسته شواهد را تکمیل می کند.