Áp suất không khí trong bể lên men sinh học là bao nhiêu?

Phạm vi thông thường của áp suất khí trong bể lên men sinh học

Trong quá trình lên men sinh học công nghiệp, việc thiết lập áp suất khí nén có liên quan trực tiếp đến mức độ hòa tan oxy và hiệu quả trao đổi chất của vi sinh vật. Thông thường, áp suất khí vào của bể lên men sinh học được duy trì ở mức0,1 MPa đến 0. 4 MPaGiữa khoảng đó. Dải áp suất này có thể khắc phục được trở lực thủy tĩnh của bộ lọc khí, các van đường ống cũng như cột chất lỏng trong dịch lên men, đảm bảo không khí vô trùng được phân bố đều đến đáy bể lên men.

Yếu tố then chốt ảnh hưởng đến việc thiết lập áp suất không khí

Trong thực tế vận hành, giá trị cụ thể của áp suất khí nén không cố định mà cần được điều chỉnh linh hoạt dựa trên các yếu tố sau:

• Tỷ lệ chiều cao trên đường kính của bể lên men và mức chất lỏng: Thân bồn càng cao, áp suất tĩnh của cột chất lỏng càng lớn, do đó áp suất khí nạp cần thiết cũng càng cao.
• Loại thiết bị phân phối không khíKhi sử dụng đầu sục khí vi lỗ hoặc ống hình vành khuyên đơn lỗ, tổn thất trở lực riêng của chúng là khác nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến yêu cầu về áp suất khí vào.
• Tính chất lý hóa của dịch lên men: Khi quá trình lên men diễn ra, nồng độ tế bào vi sinh vật tăng lên, độ nhớt của dịch nuôi cấy tăng, lực cản đối với sự nổi của bọt khí cũng lớn hơn; do đó, có thể cần điều chỉnh tăng áp suất khí để duy trì hàm lượng oxy hòa tan.
• Độ cản của bộ lọc diệt khuẩn: Trước khi được đưa vào bể lên men, không khí phải trải qua quá trình lọc khử khuẩn nghiêm ngặt; áp suất cản ban đầu của lõi lọc cũng như độ giảm áp sau khi sử dụng đều phải được tính toán trong tổng yêu cầu về áp suất.

Ứng dụng cốt lõi của máy nén khí trong hệ thống cung cấp khí cho quá trình lên men

Máy nén khí là nguồn động lực của hệ thống cung cấp khí cho bể lên men, hiệu năng của nó quyết định trực tiếp đến tính ổn định của áp suất không khí và chất lượng không khí. Trong lĩnh vực lên men sinh học, việc ứng dụng máy nén khí có những đặc điểm sau:

• Công nghệ nén không dầuĐể tránh tình trạng các hạt dầu bôi trơn làm ô nhiễm dịch lên men, gây độc cho vi sinh vật hoặc ảnh hưởng đến độ tinh khiết của sản phẩm, thông thường người ta lựa chọn máy nén khí không dầu.
• Hệ thống hậu xử lý hoàn chỉnhKhông khí nén cần được đưa qua thiết bị làm mát, máy sấy và hệ thống lọc tinh nhiều cấp để loại bỏ hơi nước, dầu và các hạt bụi, đảm bảo rằng không khí vào bể lên men đạt tiêu chuẩn vô trùng và khô.
• Điều khiển biến tần áp suất không đổi: Nhu cầu về lưu lượng khí nén trong các giai đoạn lên men khác nhau có sự chênh lệch lớn. Máy nén khí được điều khiển bằng biến tần có thể tự động điều chỉnh tốc độ quay dựa trên tín hiệu phản hồi của áp suất đường ống, vừa đảm bảo áp suất khí ổn định, vừa giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng.

Rà soát và bảo dưỡng khi áp suất không khí bất thường

Trong quá trình lên men, sự dao động của áp suất khí có thể dẫn đến tình trạng oxy hòa tan bất thường, từ đó ảnh hưởng đến năng suất. Các dạng bất thường về áp suất thường gặp và hướng khắc phục bao gồm:

• Áp suất khí nạp thấp: Tập trung kiểm tra xem lưu lượng khí nén của máy nén khí có bị thiếu hụt hay không, hệ thống đường ống cấp khí có bị rò rỉ hay không, cũng như bộ lọc tiệt trùng có bị tắc nghẽn nghiêm trọng do đọng nước hoặc tạp chất hay không.
• Áp suất trong bồn cao bất thườngThông thường, hiện tượng này là do độ mở của van xả không đủ, đường ống xả bị tắc hoặc nước ngưng tụ trong khí thải tích tụ, khiến việc thoát khí gặp khó khăn; cần kịp thời vệ sinh đường ống xả và hiệu chỉnh cảm biến áp suất.