Ⅰ.strukturální složení fermentoru
Fermentor se obvykle skládá z několika klíčových komponent, z nichž každá hraje nezastupitelnou roli.
1. Nádrž: hlavní část fermentoru, obvykle vyrobena z nerezové oceli a jiných korozivzdorných materiálů. Nádrž je navržena tak, aby vydržela tlak a teplotu fermentačního procesu a poskytla uzavřené a vhodné prostředí pro růst mikroorganismů.
2. Míchací systém: včetně motoru, reduktoru, míchací lopatky a dalších součástí. Míchací systém otáčí míchacími lopatkami, aby cirkulovala fermentační kapalina v nádrži, aby se zajistilo rovnoměrné rozložení živin a kyslíku a aby se podpořil růst a metabolismus mikroorganismů.
3. Ventilační systém: do fermentačního roztoku se přivádí sterilní vzduch, který zajišťuje kyslík potřebný pro mikroorganismy a vypouští oxid uhličitý produkovaný metabolismem, aby se udržela plynová rovnováha v nádrži. Provzdušňovací systém obvykle zahrnuje zařízení pro rozvod vzduchu a potrubí.
4. Systém řízení teploty: Teplota uvnitř fermentoru je řízena cirkulací horké nebo studené vody přes zařízení, jako jsou pláště nebo spirály. Teplota je klíčovým faktorem v růstu a metabolismu mikrobů, takže systém regulace teploty musí být vysoce přesný a stabilní.
5. Systém kontroly pH: monitorujte a upravujte hodnotu pH fermentačního roztoku tak, aby vyhovovala potřebám mikrobiálního růstu a metabolismu. Systém kontroly pH obvykle zahrnuje pH senzor, regulátor a dávkovací zařízení.
6. Systém proti pěnění: Odstraňte pěnu vytvořenou během procesu fermentace, zabraňte přetečení pěny a udržujte stabilitu procesu fermentace. Odpěňovací systém obvykle obsahuje odpěňovací prostředek a protipěnící zařízení.
7. Odběrné a vypouštěcí porty: slouží k odběru vzorků a testování fermentačního procesu a vypouštění fermentačních produktů. Tyto porty jsou obvykle navrženy na vhodných místech v nádrži pro snadnou obsluhu a údržbu.
Ⅱ. Princip činnosti fermentoru
Princip činnosti fermentoru je založen především na růstu a metabolických procesech mikroorganismů. Za vhodných podmínek mikroorganismy využívají živiny ve fermentačním bujónu k růstu a množení a zároveň produkují potřebné metabolity.
1.Mikrobiální inokulace: Testované a purifikované mikroorganismy jsou naočkovány do fermentoru jako výchozí kmen pro fermentační proces.
2. Dodávka živin: Přidání vhodného množství živin, jako je zdroj uhlíku, zdroj dusíku, anorganická sůl atd., do fermentoru, aby se poskytla energetická a materiálová základna pro růst mikroorganismů.
3. Kontrola teploty a pH: Prostřednictvím systému kontroly teploty a systému kontroly pH se teplota a hodnota pH ve fermentoru nastaví na nejlepší rozsah pro růst a metabolismus mikroorganismů.
4. Provzdušňování a míchání: Prostřednictvím provzdušňovacího systému a systému míchání se do fermentačního roztoku přivádí sterilní vzduch a kyslík a fermentační roztok cirkuluje v nádrži, aby se zajistilo rovnoměrné rozložení živin a kyslíku.
5.Akumulace metabolitů: Během růstu a metabolismu mikroorganismů vznikají potřebné metabolity. Tyto metabolity lze detekovat a analyzovat pomocí vzorkovacích portů, aby se vyhodnotil postup a účinnost fermentačního procesu.
6. Vypouštění fermentačního produktu: Když fermentační proces dosáhne předem stanoveného cíle, fermentační produkty jsou vypouštěny přes vypouštěcí port pro následné zpracování a zpracování.
Stručně řečeno, fermentor je základním zařízením v biofermentačním průmyslu, takže jeho konstrukční složení a pracovní princip jsou klíčové. Hlubším pochopením struktury a principu činnosti fermentoru můžeme lépe pochopit kontrolní body fermentačního procesu a zlepšit efektivitu výroby a kvalitu produktu. Zároveň to poskytuje silnou teoretickou podporu a praktický návod pro optimální návrh a vylepšení fermentorů.