Co to jest fermentator lotniczy?

/ - Co?fermentator lotniczy(lub bioreaktor lotniczy) jest pneumatycznie pobudzanym zbiornikiem do hodowli, który wykorzystuje wtrysk gazu do osiągnięcia cyrkulacji płynu, mieszania i tlenowania bez mechanicznych ruchomych części.Klasyfikowane jako wyspecjalizowana podklasa fermentatorów wieżowych, jego charakterystyczną cechą jest strukturalnie podzielona objętość wewnętrzna składająca się z dwóch różnych stref o różnej gęstości płynu:wznoszącyi azła..

Dzięki ciągłemu rozpylanie gazu w dolnej części strefy wznoszenia, inżynierowie tworzą różnicę gęstości między płynem bogatej w gaz w górnej części i płynem ubogim w gaz w dolnej części.Napędzane przez ciśnienie hydrostatyczne, ten gradient gęstości zmusza płyn do bardzo przewidywalnej, ciągłej pętli krążenia.Ten dynamiczny profil płynu umożliwia wyjątkowe przenoszenie masy gazu-płynu, jednocześnie drastycznie zmniejszając mechaniczne naprężenia cięcia powszechne w tradycyjnych systemach zbiornika mieszanego.

Ciągły ruch płynu w fermentatorze powietrznego jest całkowicie samowystarczalny po rozpoczęciu przepływu gazu, działając w trzech połączonych ze sobą strefach hydrodynamicznych:

• Riser:Pociśnięte powietrze lub gaz procesowy są wstrzykiwane przez rozpylacz znajdujący się na dnie tej strefy.

• Strefa odłączenia gazu:W górnej części naczynia, wschodzący płyn wchodzi w rozszerzoną przestrzeń głowicy, gdzie bąbelki gazu oddzielają się od powierzchni płynu i wypuszczają z systemu, przywracając płyn do pełni,gęstość bez gazowania.

• Przychodzący:Odgazowany płyn o wysokiej gęstości naturalnie spada w dół w kierunku podstawy naczynia przez ten kanał, kończąc pętlę i odprowadzając się z powrotem na dno podnośnika.

Fermentatory lotnicze są wytwarzane na zamówienie w dwóch podstawowych modelach układu w zależności od wymagań przetwarzania biomasy:

W tej konstrukcji wznoszący się i schodzący znajdują się w jednej głównej zewnętrznej powłocie.rury wciągowej̇ lub pionowy płaski rozbiór działa jako ściana przegrodzienna.

• Wpływ inżynieryjny:Ekstremalnie kompaktowy ślad konstrukcyjny, zminimalizowane straty cieplne i niższe początkowe koszty produkcji.

Ten układ oddziela wznoszący się i schodzący na dwie całkowicie niezależne piły pionowe lub kolumny połączone poziomymi kolektorami na górze i na dole.

• Wpływ inżynieryjny:Ze względu na to, że przychodzący w dół jest rurą zewnętrzną, oddzielenie gazu na górze jest niemal całkowite, tworząc znacznie większą różnicę gęstości i znacznie wyższe prędkości płynu.Ta konfiguracja umożliwia inżynierom łatwe zintegrowanie wymienników ciepła z łusek i rur bezpośrednio z zewnętrzną nogą do dokładnej kontroli temperatury w dużych partiach.

W celu ustalenia, czy konfiguracja mostu powietrznego pasuje do konkretnego zakładu produkcyjnego, inżynierowie procesów porównują jego profil wydajności ze standardowymi alternatywami przemysłowymi:

Technologia pętli lotniczej jest określona w stosunku do konwencjonalnych zbiorników mechanicznych do zastosowań o precyzyjnych ograniczeniach biologicznych i finansowych:

• Kultury komórek wrażliwych na cięcie:Idealne dla linii komórkowych zwierząt, mikroalg, grzybów włóknistych i kruchych komórek roślinnych, które cierpią katastrofalną lizę komórkową (rozbicie) pod wpływem mechanicznym metalowych ostrzy obrotowych.

• Bioprodukcja o dużych ilościach i niskich marżach:Szeroko stosowane w produkcji białka jednokomórkowego (SCP), syntezie etanolu przemysłowego i ciągłym oczyszczaniu ścieków komunalnych,gdzie wyeliminowanie dużych silników mechanicznych obniża koszty energii elektrycznej do 50%.

• Ścisłe zapobieganie zanieczyszczeniu:Brak rotacyjnego wału mieszalnika eliminuje konieczność złożonych mechanicznych uszczelnień dynamicznych.Statyczne środowisko sprawia, że jest bardzo niezawodny w długotrwałych ciągłych fermentacjach trwających kilka tygodni.

Fermentatory powietrzne muszą utrzymywać precyzyjne proporcje geometryczne, w szczególności stosunek powierzchni przekroju poprzecznego pomiędzy podnoszącym i opadającym (Ar/Ad), aby zapewnić optymalne prędkości płynu.Materiały użyte do budowy tych dużych konstrukcji pionowych zależą w dużym stopniu od sektora przemysłu:

• Z pasywnej stali nierdzewnej (SS316L):Wszystkie spawania wewnętrzne muszą być płynne, wypolerowane.i elektropolitykowane do wykończenia lustrzanego (Ra mniejsze niż 00,4 μm) w celu zagwarantowania bezbłędnej higieny czyszczenia w miejscu (CIP).

• Technologia szkła stopionego w stal (GFS):Bardzo faworyzowane w mega-skale przemysłowej biotechnologii, w tym miejskie wieże oczyszczania osadów beztlenowych, bioreaktory środowiskowe i ogromne instalacje rolnicze biogazowe.GFS oferuje ogromną wytrzymałość konstrukcyjną wież stalowych, potrzebną do podnoszenia ogromnych obciążeń hydraulicznych, w połączeniu z nieprzepuszczalną podszewką z krzemianu, która zapewnia pełną ochronę przed korozyjnymi kwasami organicznymi i osadami ścierającymi.

Czy równoważysz wymagania dotyczące współczynnika widmowego dla nowej konstrukcji instalacji, czy też musisz obliczyć precyzyjne współczynniki zatrzymywania gazu i przenoszenia tlenu (kL a) dla konkretnego szczepu?