O que é um fermentador de transporte aéreo?

UmFermentador de transporte aéreo(ou biorreator de transporte aéreo) é um recipiente de cultura agitado pneumaticamente que utiliza injeção de gás para alcançar a circulação de fluidos, mistura e oxigenação sem quaisquer partes mecânicas em movimento.Classificados como uma subclasse especializada de fermentadores de torre, a sua característica definidora é um volume interno estruturalmente dividido constituído por duas zonas distintas com diferentes densidades de fluido:elevadore umdescendente.

Através de um espingarda contínuo de gás na base da zona de elevação, os engenheiros criam um diferencial de densidade entre o fluido rico em gás no elevador e o fluido pobre em gás no descendente.Acionados por pressão hidrostática, este gradiente de densidade força o líquido a uma rota de circulação em loop contínua altamente previsível.Este perfil dinâmico de fluido permite uma transferência de massa gás-líquido excepcional, reduzindo drasticamente as tensões de cisalhamento mecânico comuns nos sistemas tradicionais de tanque de agitação.

O movimento contínuo do fluido dentro de um fermentador de transporte aéreo é totalmente auto-sustentável uma vez que o fluxo de gás começa, operando através de três zonas hidrodinâmicas interconectadas:

• O Riser:O ar comprimido ou o gás de processo é injetado através de um sparger na parte inferior desta zona. As bolhas diminuem a densidade aparente da coluna de líquido, fazendo com que ele suba.

• A zona de separação do gás:Na parte superior do vaso, o fluido ascendente entra num espaço de cabeça expandido, onde as bolhas de gás se separam da superfície do líquido e saem do sistema, restaurando o líquido ao seu estado normal.densidade não aerada.

• O Descendente:O líquido desgaseado e de alta densidade cai naturalmente de volta para a base do recipiente através deste canal sem espárrago, completando o circuito e alimentando de volta para o fundo do reservatório.

Os fermentadores de transporte aéreo são fabricados sob medida em dois estilos de layout primários, dependendo das demandas de processamento da biomassa:

Neste modelo, o elevador e o descendente estão contidos num único invólucro exterior principal.tubo de caladȯ ou um defletor vertical plano funciona como parede divisória.

• Impacto de engenharia:Uma pegada estrutural extremamente compacta, perda térmica minimizada e custos de fabricação iniciais mais baixos.

Este layout separa o levantador e o descendente em dois tubos verticais ou colunas inteiramente independentes conectados por colectores horizontais na parte superior e inferior.

• Impacto de engenharia:Como o descendente é um tubo externo, a separação de gás na parte superior é quase total, criando uma diferença de densidade muito maior e velocidades de fluido significativamente maiores.Esta configuração permite que os engenheiros integrem facilmente os trocadores de calor de concha e tubo em linha diretamente na perna de descida externa para controle preciso da temperatura em lotes maciços.

Para determinar se uma configuração de ponte aérea se adapta a uma fábrica de produção específica, os engenheiros de processo comparam seu perfil de desempenho com alternativas industriais padrão:

A tecnologia de circuito de transporte aéreo é especificada em relação aos tanques mecânicos convencionais para aplicações com restrições biológicas e financeiras precisas:

• Culturas de células sensíveis ao cisalhamento:Perfeito para linhas celulares animais, microalgas, fungos filamentosos e células vegetais frágeis que sofreriam uma lisise celular catastrófica (ruptura) sob o impacto mecânico de lâminas de rolamento de metal.

• Produção biológica de alto volume e baixa margem:Amplamente utilizado na produção de proteínas de célula única (SCP), na síntese industrial de etanol e no tratamento contínuo de águas residuais municipais,onde a eliminação de motores mecânicos maciços reduz os custos gerais de eletricidade em até 50%.

• Prevenção estrita da contaminação:A ausência de um eixo rotativo do misturador elimina a necessidade de vedações mecânicas dinâmicas complexas.ambiente estático o torna altamente confiável para fermentações contínuas de longo prazo que duram várias semanas.

Os fermentadores de transporte aéreo devem manter proporções geométricas precisas, em especial a relação de área da secção transversal entre o levantador e o descendente (Ar/Ad) para garantir velocidades de fluido ideais.Os materiais utilizados para construir estas grandes estruturas verticais dependem muito do sector industrial.:

• Aço inoxidável passivado (SS316L):A norma obrigatória para as indústrias farmacêuticas, de fórmula infantil e de cerveja comercial.e polidos por eletrodo até obterem acabamentos espelhados (Ra inferior a 0.4 μm) para garantir um saneamento CIP (Clean-In-Place) perfeito.

• Tecnologia de vidro fundido em aço (GFS):Muito favorecido para a biotecnologia industrial em mega-escala, incluindo torres municipais de tratamento de lamas anaeróbicas, biorreatores de circuito ambiental e instalações agrícolas de biogás maciças.O GFS oferece a imensa resistência estrutural de torres de aço parafusadas necessárias para suportar enormes cargas hidráulicas, emparelhado com um revestimento de vidro de sílica impermeável que fornece proteção completa contra ácidos orgânicos corrosivos e sedimentos abrasivos.

Está a equilibrar os requisitos de proporção para um novo projecto de instalação ou precisa calcular os coeficientes precisos de retenção de gás e transferência de oxigénio (kL a) para a sua tensão específica?