¿Cómo encontrar la relación de ventilación durante la fermentación? 1:0.5 ¿Qué significa?
¿Flujo de aire?
En la producción de fermentación, el flujo de aire generalmente se expresa mediante la relación de ventilación, que generalmente se expresa mediante la relación de volumen de aire que pasa a través de la unidad de volumen del medio de cultivo en un minuto (V/V·m).
Por ejemplo, si a un tanque de fermentación que contiene 2,5 m3 de líquido de cultivo se le suministra aire estéril a 1,25 m3 por minuto, se denomina relación de ventilación de 1:0,5, o simplemente un volumen de ventilación de 0,5 ( V/V·m). ?
El efecto de la ventilación sobre la velocidad de disolución del oxígeno
La manifestación principal es que la velocidad lineal superficial del gas (V) es proporcional al coeficiente de oxígeno disuelto (KLa) A medida que aumenta el volumen de ventilación, es beneficioso aumentar la tasa de oxígeno disuelto, pero si se aumenta la ventilación sin mantener la potencia de agitación original, la densidad del líquido de fermentación disminuirá debido al aumento de la ventilación, lo que resultará en una disminución de la agitación. El consumo de energía y el impacto del consumo de energía de agitación en el aumento del oxígeno disuelto serán más significativos. Por lo tanto, si se aumenta el volumen de ventilación sin mantener el poder de agitación original, no será muy eficaz para aumentar el oxígeno disuelto.
Métodos para medir y ajustar el flujo de aire
La forma más sencilla de medir el flujo de aire es un rotámetro.
Es un instrumento de estructura sencilla, intuitiva, pequeña pérdida de presión y fácil mantenimiento; suele instalarse directamente en el tubo de escape del tanque de fermentación;
El rotámetro se compone básicamente de dos partes: una es un tubo cónico que se expande gradualmente de abajo hacia arriba; la otra es un rotor colocado en el tubo cónico que puede moverse libremente hacia arriba y hacia abajo cuando el flujo. velocidad Cuando es lo suficientemente grande, la fuerza generada por el flujo de aire puede levantar el rotor y elevarlo. El tamaño del flujo determina la altura de la posición del rotor cuando está equilibrado. Por lo tanto, el caudal de aire se puede medir a partir de una escala conocida.
El ajuste del flujo de aire se consigue abriendo la válvula.
6． ¿Velocidad de agitación?
La velocidad de agitación del tanque de fermentación está estrechamente relacionada con el coeficiente de oxígeno disuelto de la fermentación. Porque el coeficiente de oxígeno disuelto KLa es proporcional al consumo de energía de agitación por unidad de caldo de fermentación, y el consumo de energía es proporcional al cubo de la velocidad de agitación. Por lo tanto, bajo ciertas condiciones estructurales geométricas (como la relación diámetro-altura del tanque, el diámetro de las paletas agitadoras, deflectores, etc.), el coeficiente de oxígeno disuelto (o coeficiente de transferencia de masa volumétrica) KLa del tanque de fermentación se ve afectado principalmente por la velocidad de agitación.
La agitación afecta el coeficiente de oxígeno disuelto de tres maneras principales:
① La agitación rompe el aire estéril entrante en pequeñas burbujas, lo que aumenta el área de contacto gas-líquido (es decir, aumenta la El área de la superficie interna a), y las burbujas pequeñas suben desde el fondo del tanque a la superficie del líquido más lentamente que las burbujas grandes, lo que también aumenta el tiempo de contacto gas-líquido
② El movimiento de vórtice causado por la agitación; evita que las burbujas suban directamente desde el fondo del tanque a la superficie del líquido. La parte superior se convierte en un movimiento en espiral y asciende, lo que también aumenta el tiempo de ascenso de la superficie gas-líquido y facilita la disolución del oxígeno;
③ La sección transversal turbulenta formada al agitar reduce el espesor de la película líquida, lo que reduce la resistencia de la película líquida y aumenta KLa.
Actualmente, los pequeños tanques de fermentación para pruebas utilizan motores de velocidad variable, por lo que la velocidad de agitación se puede ajustar según las necesidades del proceso de fermentación (dependiente principalmente de la tasa de oxígeno disuelto).
La mayoría de los motores utilizados en los depósitos de fermentación domésticos a escala industrial tienen una velocidad fija y se desaceleran mediante una caja de cambios o una polea. Por lo tanto, durante el proceso de fermentación, generalmente es imposible ajustar la velocidad de agitación.
Si se utiliza un motor de velocidad variable en un tanque de fermentación grande, aunque el costo de inversión único es mayor, la velocidad de agitación se puede ajustar de acuerdo con las necesidades de oxígeno de los microorganismos en las diferentes etapas durante el proceso de fermentación. , lo que hará que el proceso de producción sea más científico, razonable y económico.