生(sheng)物(wu)發酵罐(guan)的通(tong)氣系(xi)統工作過(guo)程(cheng)如(ru)下(xia):
1. 空(kong)氣過(guo)濾:
- 空(kong)氣來(lai)源(yuan):壹(yi)般由空(kong)氣壓(ya)縮(suo)機(ji)提供外界空氣。空(kong)氣壓(ya)縮(suo)機(ji)將空氣吸入(ru)並進行初步(bu)壓縮(suo),使其(qi)具(ju)有壹定的壓(ya)力(li),以便能夠(gou)順(shun)利輸(shu)送到發酵罐(guan)內。
- 過(guo)濾環(huan)節(jie):壓縮(suo)後的空(kong)氣首(shou)先會(hui)經過空氣過(guo)濾器。空(kong)氣過(guo)濾器中(zhong)通(tong)常(chang)填(tian)充(chong)有(you)多(duo)層不(bu)同材(cai)質(zhi)的過(guo)濾介質,如(ru)纖(xian)維(wei)濾紙(zhi)、活(huo)性炭、陶瓷等,這些(xie)過濾介質能夠(gou)有(you)效地去(qu)除空(kong)氣中(zhong)的灰(hui)塵、雜(za)質、微(wei)生物(wu)等汙染(ran)物(wu),確保進入發酵罐(guan)的空(kong)氣是(shi)無菌(jun)的、純(chun)凈(jing)的。經過過濾的無(wu)菌(jun)空(kong)氣才(cai)能用(yong)於微(wei)生物(wu)的發(fa)酵過(guo)程(cheng),避(bi)免雜(za)菌(jun)汙(wu)染影響(xiang)發(fa)酵效果(guo)。
2. 空(kong)氣輸(shu)送:
- 管(guan)道(dao)傳(chuan)輸(shu):無(wu)菌(jun)空(kong)氣通(tong)過(guo)管(guan)道(dao)輸送到發酵罐(guan)。這些(xie)管道(dao)通(tong)常(chang)由(you)耐(nai)腐(fu)蝕、密封(feng)性好的材(cai)質(zhi)制成,如(ru)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)等,以保證空(kong)氣在(zai)輸(shu)送過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)會(hui)受(shou)到汙染或(huo)泄漏。管道(dao)的連(lian)接部(bu)位需(xu)要(yao)經過嚴格的密(mi)封(feng)處理(li),確(que)保空氣能夠(gou)穩(wen)定地輸送到發酵罐(guan)內。
- 流(liu)量(liang)控制:在(zai)空(kong)氣輸(shu)送的過(guo)程(cheng)中(zhong),通(tong)常(chang)會(hui)設(she)置(zhi)流量(liang)控制閥(fa)。流(liu)量(liang)控制閥(fa)可以根(gen)據發酵工藝(yi)的要(yao)求,精(jing)確(que)地調節(jie)進入發酵罐(guan)的空(kong)氣流(liu)量(liang)。例如(ru),在(zai)發(fa)酵的不(bu)同階(jie)段(duan),微(wei)生物(wu)對氧(yang)氣的需(xu)求可能會(hui)有(you)所不(bu)同,通(tong)過(guo)流(liu)量(liang)控制閥(fa)可以實(shi)時(shi)地調整(zheng)空(kong)氣流(liu)量(liang),滿(man)足微(wei)生物(wu)的生(sheng)長(chang)和(he)代謝需求。
3. 空氣分布:
- 氣體(ti)分布器:無(wu)菌(jun)空(kong)氣進入發酵罐(guan)後,通(tong)過(guo)氣體(ti)分布器均(jun)勻地分布到發酵液(ye)中(zhong)。氣體(ti)分布器的設(she)計(ji)和(he)結構(gou)對(dui)於(yu)空(kong)氣的均(jun)勻分布非常(chang)重要(yao),常(chang)見(jian)的氣體(ti)分布器有(you)微(wei)孔式、噴嘴式、環形(xing)管(guan)式等。微(wei)孔式氣體(ti)分布器通(tong)過(guo)大(da)量(liang)的微(wei)小孔(kong)隙(xi)將空氣分散(san)成細小(xiao)的氣泡(pao),增加了(le)空氣與(yu)發酵液(ye)的接觸(chu)面(mian)積,提高(gao)了氧(yang)氣的傳(chuan)遞(di)效率(lv);噴嘴式氣體(ti)分布器則(ze)通(tong)過(guo)特(te)定形(xing)狀(zhuang)的噴嘴將(jiang)空(kong)氣以高(gao)速噴射的方式進入發酵液(ye),形(xing)成強烈(lie)的攪(jiao)拌(ban)和(he)混合(he)效果(guo);環(huan)形(xing)管(guan)式氣體(ti)分布器是(shi)在發(fa)酵罐(guan)的底(di)部(bu)或(huo)內部(bu)設(she)置(zhi)環形(xing)管(guan)道(dao),管道(dao)上均(jun)勻分布著出氣口,使(shi)空(kong)氣能夠(gou)均(jun)勻地從各(ge)個(ge)方向進入發酵液(ye)。
- 形(xing)成環流(liu):空(kong)氣以氣泡(pao)的形(xing)式分散(san)在(zai)發酵液(ye)中(zhong),由(you)於氣泡(pao)的上(shang)升和(he)發酵液(ye)的流(liu)動(dong),會(hui)在(zai)發酵罐(guan)內形(xing)成液(ye)體的環(huan)流(liu)。這種(zhong)環流有助(zhu)於(yu)將空氣均(jun)勻地分散(san)到整(zheng)個(ge)發酵液(ye)中(zhong),使(shi)微(wei)生物(wu)能夠(gou)充(chong)分地接觸(chu)到氧(yang)氣,同(tong)時(shi)也(ye)促進了發酵液(ye)中(zhong)的物(wu)質傳(chuan)遞(di)和(he)混合(he),提高(gao)了發(fa)酵效率(lv)。
4. 氣體(ti)排(pai)出:
- 廢氣排(pai)出:在發(fa)酵過(guo)程(cheng)中(zhong),微(wei)生物(wu)會(hui)消(xiao)耗氧(yang)氣並(bing)產(chan)生(sheng)二氧(yang)化(hua)碳(tan)等廢氣。這(zhe)些(xie)廢(fei)氣需(xu)要(yao)及(ji)時排出發酵罐(guan),以維(wei)持(chi)發酵罐(guan)內的氣體(ti)平(ping)衡(heng)和(he)壓力(li)穩(wen)定。廢(fei)氣通(tong)常(chang)通(tong)過(guo)排(pai)氣閥(fa)或(huo)排氣管(guan)排(pai)出發酵罐(guan),排氣閥(fa)可以根(gen)據發酵罐(guan)內的壓(ya)力(li)自動(dong)調節開(kai)度(du),確(que)保發酵罐(guan)內的壓(ya)力(li)在合(he)適(shi)的範圍內(nei)。
- 尾氣處理(li):排(pai)出的廢(fei)氣可能含(han)有(you)壹(yi)些有(you)害(hai)成分或(huo)異味(wei),需(xu)要(yao)進行尾氣處理(li)。尾氣處理(li)的方法包括(kuo)吸附(fu)、燃燒、化(hua)學處理(li)等,根(gen)據廢氣的成分和(he)性質選(xuan)擇合(he)適(shi)的處理(li)方法,以減(jian)少(shao)對環(huan)境(jing)的汙(wu)染(ran)。