Какое давление воздуха в биореакторе?

Обычный диапазон давления воздуха в биореакторе для ферментации

В процессе промышленной биологической ферментации настройка давления воздуха непосредственно влияет на уровень растворённого кислорода и метаболическую эффективность микроорганизмов. Как правило, давление подачи воздуха в биореактор поддерживается на уровне…От 0,1 МПа до 0. 4 MPaВ указанном диапазоне давления удается преодолеть статическое гидростатическое сопротивление воздушного фильтра, трубопроводной арматуры и столба ферментационной жидкости, обеспечивая равномерное распределение стерильного воздуха по дну ферментационного реактора.

Ключевые факторы, влияющие на установку давления воздуха

На практике конкретное значение давления воздуха не является постоянным и подлежит динамической корректировке с учётом следующих факторов:

• Соотношение высоты и диаметра ферментационного реактора и уровень жидкостиЧем выше ёмкость, тем больше гидростатическое давление столба жидкости, а следовательно, и необходимое давление подачи воздуха также повышается.
• Типы воздухораспределителейПри использовании микропористых аэраторов или одноканальных кольцевых труб их собственные потери давления различны, что непосредственно влияет на требуемое давление подачи воздуха.
• Физико-химические свойства ферментационного раствораПо мере протекания ферментации концентрация микроорганизмов возрастает, вязкость ферментационной среды повышается, а сопротивление подъёму пузырьков воздуха увеличивается; в связи с этим для поддержания уровня растворённого кислорода может потребоваться соответствующее повышение давления воздуха.
• Сопротивление бактериологического фильтраПеред поступлением в ферментатор воздух подвергается строгой стерилизующей фильтрации; начальное сопротивление фильтрующего элемента и его приращение давления после эксплуатации должны учитываться в общем требовании к давлению.

Ключевое применение воздушного компрессора в системе подачи воздуха для ферментации

Воздушный компрессор является источником энергии системы подачи воздуха в ферментационный реактор, и его характеристики напрямую определяют стабильность давления воздуха и качество воздуха. В области биологической ферментации применение воздушных компрессоров характеризуется следующими особенностями:

• Технология безмасляного сжатия: Чтобы избежать загрязнения ферментационной среды частицами смазочного масла, что может привести к токсическому воздействию на микроорганизмы или снижению чистоты продукта, обычно применяют безмасляные воздушные компрессоры.
• Перфектная система постобработкиСжатый воздух подвергается охлаждению в холодильнике, осушке в осушителе и многоступенчатой тонкой фильтрации для удаления влаги, масла и твёрдых частиц, что обеспечивает поступление в ферментационный бак стерильного и сухого воздуха.
• Контроль с постоянным давлением и частотным регулированием: На различных стадиях ферментации потребность в расходе воздуха существенно различается. Компрессор с частотным регулированием, получая обратную связь по давлению в пневмосети, автоматически изменяет частоту вращения, что обеспечивает стабильное давление воздуха и одновременно значительно снижает энергопотребление.

Поиск и устранение неисправностей, связанных с отклонением давления воздуха, а также техническое обслуживание

В процессе ферментации колебания давления воздуха могут приводить к отклонениям уровня растворённого кислорода, что, в свою очередь, сказывается на выходе продукта. К распространённым нештатным ситуациям, связанным с давлением, и направлениям их диагностики относятся:

• Давление во впускном тракте ниже нормыОсновное внимание уделяется проверке недостаточной производительности воздушного компрессора, наличию утечек в системе газоснабжения, а также степени засорённости бактериологического фильтра вследствие скопления конденсата или примесей.
• Давление в ёмкости повышеноОбычно это обусловлено недостаточным открытием выпускного клапана, засорением выпускной магистрали или скоплением конденсата в выхлопных газах, что приводит к затруднённому отводу. Необходимо своевременно очистить выхлопные трубопроводы и произвести калибровку датчика давления.