Ⅰ.fermenterens strukturelle sammensætning
Fermenter er normalt sammensat af flere nøglekomponenter, som hver især spiller en uundværlig rolle.
1. Tank: hoveddelen af fermenteren, normalt lavet af rustfrit stål og andre korrosionsbestandige materialer. Tanken er designet til at modstå trykket og temperaturen i gæringsprocessen, hvilket giver et lukket og egnet miljø for mikroorganismer at vokse.
2. Omrøringssystem: inklusive motor, reduktionsgear, omrører og andre komponenter. Omrøringssystemet roterer røreskoene for at cirkulere fermenteringsvæsken i tanken for at sikre, at næringsstoffer og ilt er jævnt fordelt og for at fremme vækst og metabolisme af mikroorganismer.
3. Ventilationssystem: Før steril luft ind i fermenteringsopløsningen for at give den ilt, der er nødvendig for mikroorganismer, og udlede kuldioxiden produceret af stofskiftet for at opretholde gasbalancen i tanken. Beluftningssystem omfatter normalt luftfordelingsanordninger og rørledninger.
4. Temperaturkontrolsystem: Temperaturen inde i fermentoren styres ved at cirkulere varmt eller koldt vand gennem enheder som jakker eller spoler. Temperatur er en nøglefaktor i mikrobiel vækst og metabolisme, så temperaturkontrolsystemet skal være meget nøjagtigt og stabilt.
5. pH-kontrolsystem: overvåg og juster pH-værdien af fermenteringsopløsningen for at imødekomme behovene for mikrobiel vækst og metabolisme. pH-kontrolsystem inkluderer normalt pH-sensor, regulator og doseringsenhed.
6. Anti-skumningssystem: Fjern skummet, der dannes under gæringsprocessen, forhindre skummet i at flyde over, og bibehold stabiliteten af gæringsprocessen. Anti-skumningssystem omfatter normalt anti-skummiddel og anti-skumningsanordning.
7. Prøveudtagnings- og udledningsporte: Anvendes til prøveudtagning og afprøvning af gæringsprocessen og udledning af gæringsprodukter. Disse porte er normalt designet på passende steder i tanken for nem betjening og vedligeholdelse.
Ⅱ.Gærerens arbejdsprincip
Arbejdsprincippet for fermenteren er hovedsageligt baseret på mikroorganismers vækst og metaboliske processer. Under passende forhold bruger mikroorganismer næringsstofferne i fermenteringsbouillonen til at vokse og formere sig og producerer samtidig de nødvendige metabolitter.
1. Mikrobiel podning: Screenede og oprensede mikroorganismer inokuleres i fermenteringsbeholderen som startstamme for fermenteringsprocessen.
2. Næringsstoftilførsel: Tilsætning af passende mængde næringsstoffer, såsom kulstofkilde, nitrogenkilde, uorganisk salt osv., til fermenteringsbeholderen for at tilvejebringe energi- og materialebasen for vækst af mikroorganismer.
3. Temperatur- og pH-kontrol: Gennem temperaturkontrolsystemet og pH-kontrolsystemet justeres temperaturen og pH-værdien i fermentoren til det bedste interval for vækst og metabolisme af mikroorganismer.
4.Udluftning og omrøring: Gennem luftningssystemet og omrøringssystemet indføres steril luft og ilt i fermenteringsopløsningen, og fermenteringsopløsningen cirkuleres i tanken for at sikre, at næringsstoffer og oxygen er jævnt fordelt.
5. Akkumulering af metabolitter: Under vækst og metabolisme af mikroorganismer produceres de nødvendige metabolitter. Disse metabolitter kan påvises og analyseres gennem prøveudtagningsporte for at vurdere fermenteringsprocessens fremskridt og effektivitet.
6. Udledning af fermenteringsprodukt: Når fermenteringsprocessen når det forudbestemte mål, udledes fermenteringsprodukterne gennem udløbsporten til efterfølgende behandling og forarbejdning.
Sammenfattende er fermenteren kerneudstyret i biofermenteringsindustrien, så dens strukturelle sammensætning og arbejdsprincip er afgørende. Ved at opnå en dybdegående forståelse af fermenteringsbeholderens struktur og arbejdsprincip, kan vi bedre forstå kontrolpunkterne i fermenteringsprocessen og forbedre produktionseffektiviteten og produktkvaliteten. Dette giver samtidig stærk teoretisk støtte og praktisk vejledning til optimalt design og forbedring af fermentorer.