Барботажные ферментеры

Аппаратурное оформление процесса ферментации

Ферментацией принято называть процесс глубинного культивирования микроорганизмов, а аппараты для глубинного культивирования называются ферментерами. Ферментеры подразделяются по своему технологическому назначению на посевные ферментеры и собственно ферментеры, которые отличаются назначением и размерами. Посевные ферментеры меньше по объему и предназначены для выращивания посевного материала для основной ферментации. Процессы, протекающие в тех и иных аппаратах, схожи и не имеют принципиальных отличий.

Большинство процессов культивирования микроорганизмов протекает при температуре около 30 ^ОС (от 25 до 37 ^ОС), при давлении близком к атмосферному (обычно не более 6 атм.), при постоянной аэрации содержимого аппарата воздухом (кислородом) для аэробных микроорганизмов, при интенсивном перемешивании среды и в стерильных условиях, если это необходимо. Процессы культивирования сопровождаются выделением большого количества тепла и требуют соответствующего теплосъема.

Состав среды для культивирования микроорганизмов может различаться, но обязательно включает питательные органические соединения (углеводы или углеводороды) и необходимые микро- и макроэлементы. Состав среды в совокупности с видом микроорганизмов определяют физические свойства среды.

2. Соответственно для культивирования разных микроорганизмов и для разных субстратов существует множество разнообразных конструкций ферментеров, которые можно классифицировать по следующим признакам:

- по принципу действия: периодического, непрерывного и полунепрерывного;

- по структуре потока: ИВ, ИП и промежуточного типа;

- по условиям стерильности: стерильные, нестерильные, асептические;

- по способу ввода энергии в аппарат: в жидкую фазу, в газовую фазу, со смешанным вводом энергии;

- по конструктивным признакам: барботажные, эрлифтные, с перемешиванием и барботажем, с самовсасывающей мешалкой, струйные, колонные и т.п.

Представляют собой емкостные аппараты, обычно вертикального исполнения (рис.1) с нижним газораспределительным устройством (барботером). Перемешивание среды в аппарате осуществляется барботирующим воздухом.

Скорость всплытия газовой фазы - 0,1-0,2 м/с, размер газовых пузырей зависит от диаметра отверстий барботера и скорости истечения газа.

Могут иметь как наружные, так и внутренние теплообменные устройства, систему пеногашения.

Основные достоинства - простота конструкции, возможность создания стерильных условий и удобство мойки аппарата. Недостатки - малая скорость всплытия газовой фазы, невозможность проведения интенсивных массообменных процессов, плохая управляемость процессом.

Используются в крупнотоннажных производствах лекарственных препаратов, кормовых (ГДЗ) и хлебопекарных дрожжей, объем до 1300м³.

Дата добавления: 2014-01-14