Qu'est-ce que la cuve de fermentation ?
cuve de fermentation est un appareil utilisé pour fermentation microbienne. Le corps principal de la cuve de fermentation est généralement le cylindre principal en tôle d'acier inoxydable et le volume y est de 1 m³ ou de centaines de m³. Dans le traitement et la conception, nous devons prêter attention à la structure raisonnable et serrée. Cet équipement adopte la méthode de circulation interne et utilise la palette d'agitation pour briser et disperser les bulles d'air. Il a un effet de mélange élevé et bon et un taux de dissolution de l'oxygène.
L'espace cuve de fermentation peut résister à la stérilisation à la vapeur, a une certaine flexibilité opérationnelle, minimise les raccords internes (afin d'éviter les culs-de-sac), a de fortes performances de transfert d'énergie et de matériaux et peut être ajusté pour réduire la pollution et faciliter le nettoyage.
Structure de la cuve de fermentation
Corps de réservoir
Le corps du réservoir est principalement utilisé pour la fermentation et la culture de diverses bactéries avec une meilleure étanchéité (pour éviter la contamination des bactéries)
Palette d'agitation
Il y a une palette d'agitation dans la cuve pour une agitation continue pendant la fermentation.
Arroseur
Sparger avec ventilateur inférieur est utilisé pour faire passer l'oxygène ou l'air nécessaire à la croissance bactérienne.
Capteurs de contrôle
Il y a des capteurs de contrôle sur la plaque supérieure du réservoir, le plus souvent une électrode DO et une électrode pH pour surveiller les changements de DO et de pH du bouillon de fermentation pendant le processus de fermentation.
Types de cuve de fermentation
1. Selon l'équipement du fermenteur, il est divisé en un fermenteur ventilé à agitation mécanique , l’aspect économique fermenteur ventilé à agitation non mécanique.
2. Selon les besoins métaboliques et de croissance des micro-organismes, ils peuvent être divisés en fermenteurs anaérobies et fermenteurs aérobies.
3. Selon la quantité de fermentation et la méthode de fermentation, il peut généralement être divisé en trois types :
Petit fermenteur
S'il est utilisé dans des expériences, il s'agit généralement d'une fermentation en un seul lot.
Cuve de fermentation en un seul lot
Le remplissage, la stérilisation, l'inoculation, la fermentation, etc. sont effectués dans une seule cuve ; la taille des lots est réduite, le coût de production est élevé, le taux de pollution est important, le taux d'automatisation est faible. Manuel L'investissement global est important, mais l'investissement initial est faible.
Cuve de fermentation continue
Cuve de fermentation continue Il s'agit d'un ensemble d'équipements connectés en série. Après stérilisation, les matières premières sont introduites en continu dans le fermenteur par l'orifice d'alimentation. Dans un premier temps, les souches sont également introduites. Les produits fermentés sont évacués par l'orifice de sortie du fermenteur. Ce procédé permet une production continue et à grande échelle, à faible coût, avec un faible taux de pollution, une automatisation et une réduction de la main-d'œuvre, malgré un investissement initial important.
Caractéristiques de la cuve de fermentation
1. Stérilisation SIP en ligne et nettoyage CIP (121°C/0.1MPa).
2. Conçu selon les exigences du niveau sanitaire, la conception de la structure est très humanisée et l'opération est pratique. Transmission à faible bruit et stable.
3. Dispositif d'agitation personnalisé en fonction des besoins, conception appropriée du rapport diamètre / hauteur, non seulement peut économiser de l'énergie, mais également un meilleur effet d'agitation et de fermentation.
4. La surface de la cuve intérieure sera polie miroir (rugosité Ra ≤ 0.4 µm) ; les ouvertures des buses d'entrée et de sortie, les miroirs de visée, les trous d'homme et autres ouvertures de processus ainsi que les parties soudées du corps de la cuve intérieure adoptent la technologie de transition à l'arc d'étirage et de bordage, lisse et facile à nettoyer sans zones mortes, assurant la fiabilité et la stabilité du processus de production, conformément aux « cGMP » et autres spécifications.
Fonction de la cuve de fermentation
Fermenteurs sont principalement utilisés pour la fermentation anaérobie (par exemple la production d'alcools et de solvants) et la fermentation aérobie. La structure des fermenteurs pour la fermentation anaérobie peut être relativement simple. Les fermenteurs pour la fermentation aérobie nécessitent l'introduction continue d'une grande quantité d'air stérile dans la cuve, et la structure du fermenteur est relativement complexe pour tenir compte du taux d'utilisation de l'air. Les fermenteurs couramment utilisés pour la fermentation aérobie sont les fermenteurs à agitation mécanique, les fermenteurs bouillonnants et les fermenteurs à flottation à l'air.
L'espace Processus de fermentation La production de vin et de produits laitiers est exempte de pollution et aseptique Le procédé de fermentation utilise un système aseptique pour prévenir toute contamination par des micro-organismes aéroportés, garantissant ainsi la pureté du produit et prolongeant sa durée de conservation. La conception et l'installation de la cuve reposent sur un système de fermentation aseptique sous pression positive ou sur un système de ventilation aseptique. La cuve est équipée d'une double enveloppe labyrinthe ou d'une plaque Milo permettant l'introduction d'un fluide caloporteur ou réfrigérant. La capacité des cuves de fermentation varie de 300 à 15 000 litres. Selon leur utilisation, les fermenteurs se classent en trois catégories : fermenteurs de laboratoire, fermenteurs de production pilote et petits fermenteurs.
Réservoirs de fermentation sont largement utilisés dans les boissons, les produits laitiers, le génie biologique, la chimie fine, la pharmacie et d'autres industries. Le corps du réservoir est équipé d'une couche isolante et d'une couche sandwich, qui peuvent être refroidies, chauffées et isolées. Le corps du réservoir et les têtes de remplissage supérieure et inférieure (ou cône) sont traités avec un angle R rotatif. La paroi intérieure du corps du réservoir est polie par miroir, pas de coin mort sanitaire.
Paramètres techniques de la cuve de fermentation
| paramètre | 500L | 1000L | 1500L | 2000L |
|---|---|---|---|---|
| Taille de la doublure (diamètre × hauteur)㎜ | 700 × 1200 | 900 × 1500 | 1100 × 1600 | 1200 × 1800 |
| Vitesse d'agitation/min | 400 | 300 | 260 | 240 |
| Puissance moteur Kw | 2.2 | 3.0 | 4.0 | 4.0 |
Principe de fonctionnement de la cuve de fermentation
L'espace cuve de fermentation L'utilisation d'une agitation mécanique génère un flux radial et axial de matières, assurant ainsi un mélange homogène et la suspension des solides dans le liquide. Ceci favorise un contact optimal entre les nutriments et les solides, ainsi que l'absorption des nutriments. De plus, la fermentation permet d'éliminer les bulles d'air, d'augmenter la surface de contact gaz-liquide et d'améliorer le taux de transfert de masse. gaz et de liquide, renforcent le transfert d'oxygène et éliminent la mousse. Simultanément, de l'air stérile est introduit pour maintenir les besoins en oxygène des bactéries et respecter le principe de fonctionnement du fermenteur pour la fermentation aérobie.
Le principe de fonctionnement du fermenteur est: utiliser le rotor immergé dans le liquide de fermentation pour tourner rapidement, provoquant le déplacement du liquide et de l'air vers le bord extérieur sous l'action de la force centrifuge, ce qui fera progressivement augmenter la pression près du rotor, donc le fermenteur universel Les rotors vont de plus en plus vite. Parce que la cavité du rotor communique avec l'atmosphère, l'air à l'extérieur du fermenteur est continuellement aspiré à travers le filtre, puis projeté vers le bord extérieur de la roue, puis l'air et le liquide sont uniformément répartis et rejetés à travers le contre- hélice tournante. L'agitation du rotor fait que le gaz-liquide forme un fort flux mixte autour de la roue, les bulles d'air sont écrasées et le gaz-liquide est entièrement mélangé.
Comment utiliser la cuve de fermentation?
Démarrer l'ordinateur
1. Branchez la prise de courant et allumez l'interrupteur d'alimentation de l'ordinateur.
2. Entrez dans l'interface de fonctionnement de l'ordinateur, le mot de passe est 1155.
3. Le petit réservoir a un volume maximum de 10L pour le n°1, et il peut être rempli avec un minimum de 5L et un maximum de 8L de liquide.
4. Le grand réservoir est le numéro 2, avec un volume maximum de 50L, et un minimum de 20L et un maximum de 40L de liquide.
Stérilisation
1. Préparation avant utilisation
Le générateur de vapeur et le compresseur d'air doivent être vidangés, toutes les vannes de la cuve de fermentation sont fermées, mais la vanne de vidange inférieure est ouverte (la forme droite noire est déplacée parallèlement à la canalisation)
2. Étape de chauffage
Allumez le générateur de vapeur, attendez que la température soit atteinte, allumez l'interrupteur de vapeur de la chemise (forme de cercle rouge) au maximum, allumez l'agitation, éteignez l'agitation après que la température atteigne 80 degrés, baissez le robinet de vidange, ouvrez la vanne de vapeur d'entrée du réservoir (forme de cercle rouge), Pendant le processus de stérilisation, la pression d'entrée doit toujours être supérieure à la pression derrière le réservoir. Lorsqu'il est proche de 121 degrés, ouvrez légèrement la soupape d'échappement (forme circulaire noire) et la soupape de vidange (forme droite noire) pour faire vibrer la vapeur à basse température et l'eau condensée dans la chemise, ce qui est propice au réchauffement.
3 Étapes de conservation de la chaleur
Si T>121 degrés, fermez d'abord le petit interrupteur de vapeur de la chemise et la vanne d'entrée de vapeur (réglage fin), si la température continue d'augmenter, ouvrez la vanne de vidange (réglage fin) pour vous assurer que la température est maintenue entre 119 et 123 degrés .
4. Séchez le filtre
Éteignez le générateur de vapeur, fermez la vanne de vapeur de la chemise et la vanne de vapeur du réservoir (cercle rouge), fermez la vanne à bille du réservoir de gaz (cercle noir) et ouvrez la vanne de vidange derrière le filtre (une noire et une bleue à deux vannes rondes) ; Trouvez le compresseur d'air, allumez la vanne d'admission (droite noire) et l'interrupteur du débitmètre de gaz (rond noir), attendez que les deux durites blanches refroidissent (pas chaudes, environ 5min), puis éteignez les deux durites blanches, une noir et un bleu. Vanne de vidange.
5. Phase de refroidissement
Allumez l'interrupteur du réservoir d'entrée d'air au maximum, ouvrez la vanne de gaz de queue à une ouverture appropriée et laissez l'air entrer dans le réservoir. En contrôle
Éteignez l'interrupteur de chauffage sur le panneau de commande. Ouvrez la vanne de sortie de la vanne d'entrée d'eau principale (forme droite noire) et la vanne d'entrée d'eau du chauffe-eau (forme droite bleue) pour refroidir. Lorsque la température est inférieure à 90 degrés, vous pouvez activer correctement l'agitation pour accélérer le refroidissement.
6. Vaccination
L'inoculation est effectuée lorsque la température chute à la température souhaitée. Éteignez l'air, allumez l'anneau de feu et ensemencer sous la protection de la flamme. Une fois l'inoculation terminée, le couvercle du port d'inoculation est brûlé et stérilisé, puis fermé. Allumez l'air, ajustez le débit de gaz et la pression du réservoir à une valeur appropriée, puis allumez
La fermentation commence.
Précautions :
Évitez les brûlures pendant tout le processus !
Pendant Processus de fermentation, la pression du réservoir ne peut pas tomber à zéro !
Le processus d'opération est plus compliqué, les novices doivent opérer sous la direction de personnes expérimentées !
Les paramètres de réglage ne peuvent pas être modifiés par hasard !
Le compresseur d'air se vidange régulièrement et le générateur de vapeur rejette les eaux usées à chaque fois qu'un lot est épuisé !
Entretien cuve de fermentation
1. Si le tuyau d'entrée d'air et le joint du tuyau de sortie fuient, si le problème n'est pas résolu en serrant le joint, ajoutez ou remplacez la garniture.
2. La soupape de sécurité et le manomètre du fermenteur doivent être vérifiés régulièrement et, en cas de dysfonctionnement, ils doivent être réparés ou remplacés à temps.
3. Lors du nettoyage du fermenteur, ne grattez pas avec des outils durs pour éviter d'endommager la surface du fermenteur, veuillez utiliser des brosses douces pour brosser et laver.
4. Lorsque l'équipement du fermenteur est hors d'usage, il doit être nettoyé à temps et l'eau résiduelle de chaque canalisation et fermenteur doit être évacuée ; desserrez les vis du trou de main et le couvercle du fermenteur pour éviter une déformation permanente de la bague d'étanchéité.
5. Doit régulièrement (une fois par an) au réservoir d'eau à température constante et à la plate-forme d'exploitation et à d'autres équipements en acier au carbone pulvériser de la peinture pour éviter la corrosion.
6. Vérifiez fréquemment le niveau d'huile du réducteur de fermenteur. Lorsque le lubrifiant est insuffisant, il faut l'augmenter dans le temps.
Précautions de la cuve de fermentation
1). Avant la stérilisation, vérifiez le niveau de liquide dans le réservoir et assurez-vous que toutes les électrodes doivent être en dessous du niveau de liquide.
2). Avant de mettre sous tension le fermenteur, assurez-vous de vérifier que la sonde de température a été insérée dans le réservoir et que l'eau de refroidissement a été allumée, sinon elle grillera le circuit de chauffage.
3). Pendant le Processus de fermentation, l'établi doit être maintenu propre, les bouteilles de culture usagées et les autres éléments doivent être nettoyés à temps, et l'eau ou la solution acide-base renversée pour une raison quelconque doit être essuyée immédiatement.
4). Des précautions particulières doivent être prises lors du démontage, de l'installation et de la stérilisation, car les bocaux et les électrodes de pH sont des pièces coûteuses et fragiles.