Aeratore di fondo per fermentatore

La fermentazione aerobica dipende da qualcosa di più del semplice invio di aria nel serbatoio. L'ossigeno deve essere introdotto nel liquido, disperso efficacemente e messo a contatto con il terreno di fermentazione. Allo stesso tempo, il liquido deve rimanere sufficientemente miscelato per prevenire la formazione di zone scarsamente areate all'interno del recipiente.

L'Aeratore di fondo per fermentatore DAWT è progettato proprio per questo scopo. Installato direttamente sul fondo di un serbatoio di fermentazione, combina in un'unica unità l'induzione d'aria, la miscelazione gas-liquido e la dispersione meccanica.

Invece di utilizzare un soffiatore d'aria separato con un tradizionale sistema di diffusori, il DAWT impiega un gruppo rotore-statore per aspirare l'aria nel liquido e disperderla in bolle fini, creando al contempo una circolazione del liquido. Ciò lo rende adatto per processi di fermentazione aerobica in cui il trasferimento di ossigeno e la miscelazione devono avvenire contemporaneamente.

Un design a rotore-statore per la miscelazione gas-liquido

Il principio operativo del DAWT si basa sull'interazione tra una girante rotante e uno statore (o distributore) circostante.

Quando il rotore gira, si crea una zona di bassa pressione all'interno dello statore. L'aria atmosferica viene aspirata attraverso l'apposito tubo di aspirazione ed entra nella zona rotore-statore insieme al liquido.

La girante rotante fornisce l'energia meccanica necessaria per miscelare le due fasi. Mentre la miscela gas-liquido passa attraverso i canali dello statore, l'aria viene dispersa in bolle fini. Il design del prodotto specifica bolle di circa 100 μm, creando un'area di contatto gas-liquido relativamente ampia per il trasferimento di ossigeno.

Questa è una distinzione importante rispetto al semplice gorgogliamento dell'aria in un serbatoio. Il DAWT combina attivamente l'induzione d'aria con la dispersione meccanica, consentendo di gestire aerazione e miscelazione nello stesso punto.

Perché l'aerazione montata sul fondo è importante

La posizione di installazione è una parte importante del design del DAWT.

Poiché l'aeratore è montato sul fondo del recipiente di fermentazione, l'aria entra nel liquido dalla sezione inferiore del serbatoio. La miscela gas-liquido può quindi partecipare alla circolazione attraverso il volume di lavoro.

Per la fermentazione aerobica, questa disposizione può aiutare a ridurre la dipendenza dall'introduzione di aria a livello superficiale e fornisce un modo diretto per combinare l'apporto di ossigeno con il movimento del liquido.

La configurazione con montaggio sul fondo può anche semplificare la disposizione delle apparecchiature intorno al recipiente. Invece di installare un dispositivo di miscelazione gas-liquido separato all'esterno del serbatoio, la funzione di aerazione è incorporata nel gruppo del fondo serbatoio.

Le prestazioni effettive, tuttavia, dipendono dal sistema di fermentazione completo. La geometria del serbatoio, il volume di lavoro, le proprietà del liquido, la velocità operativa, la richiesta d'aria e le altre apparecchiature di agitazione dovrebbero essere tutte considerate nella scelta del modello DAWT appropriato.

Induzione d'aria senza camera di miscelazione aria separata

Una delle caratteristiche pratiche del DAWT è la sua capacità di indurre aria atmosferica attraverso il tubo dell'aria mentre il rotore opera.

La girante rotante genera le condizioni di pressione necessarie per aspirare l'aria nella zona di miscelazione. L'aria e il liquido entrano quindi nel gruppo rotore-statore, dove vengono miscelati prima di essere scaricati attraverso il distributore.

Questa disposizione integrata riduce la necessità di trattare l'alimentazione dell'aria e la miscelazione del liquido come operazioni completamente separate.

Per i produttori di apparecchiature per fermentazione e gli ingegneri di processo, questo può essere utile quando si progettano sistemi in cui lo spazio, l'integrazione dell'apparecchiatura e il contatto diretto gas-liquido sono considerazioni importanti.

Progettato per apparecchiature di fermentazione igieniche

Il DAWT è disponibile in acciaio inossidabile 304 o 316L, consentendo di selezionare il materiale di costruzione in base ai requisiti del processo e dell'apparecchiatura.

Per applicazioni che richiedono una superficie igienica più liscia, è disponibile come opzione la lucidatura elettrolitica.

Possono anche essere specificati diversi materiali di tenuta, tra cui EPDM, gomma siliconica e fluorogomma, a seconda delle condizioni operative e dei requisiti di compatibilità del processo.

Il motore può essere fornito in configurazione standard o a prova di esplosione, offrendo flessibilità per diversi ambienti di stabilimento.

Queste opzioni sono particolarmente rilevanti quando l'aeratore fa parte di un sistema di fermentazione più grande, dove è necessario considerare insieme la compatibilità dei materiali, i requisiti di pulizia e le condizioni operative.

Abbinare l'aeratore al processo di fermentazione

La serie DAWT copre una gamma di dimensioni di apparecchiature, anziché basarsi su un'unica configurazione di aeratore.

I modelli più piccoli utilizzano velocità operative più elevate e sono adatti a portate d'aria e di liquido inferiori, mentre i modelli più grandi utilizzano una velocità di rotazione inferiore e forniscono una maggiore capacità di processo. In tutta la serie, la potenza del motore varia da 0,75 kW a 18,5 kW, mentre la capacità di aspirazione dell'aria elencata si estende da circa 11 a 330 Nm³/h.

Queste cifre dovrebbero essere considerate come informazioni tecniche specifiche del modello, piuttosto che valori operativi universali. La selezione dell'aeratore dovrebbe basarsi sulle condizioni di fermentazione effettive, tra cui le dimensioni del serbatoio, il volume di lavoro, il fabbisogno di ossigeno, le caratteristiche del mezzo e le prestazioni di miscelazione gas-liquido desiderate.

Il DAWT dovrebbe quindi essere specificato come parte del sistema di fermentazione completo, piuttosto che selezionato unicamente in base al volume del recipiente.

Applicazioni nella fermentazione aerobica

L'applicazione principale del DAWT è l'apporto di ossigeno e la miscelazione gas-liquido nella fermentazione aerobica.

Nel processo biofarmaceutico, può essere utilizzato per l'ossigenazione durante la fermentazione aerobica, dove microrganismi o cellule richiedono un apporto continuo di ossigeno.

Nella trasformazione alimentare, l'aeratore può supportare processi di fermentazione come la produzione di aceto, dove l'apporto controllato di ossigeno è una parte importante del processo.

Può anche essere applicato alla fermentazione di bevande all'aceto e ad altri processi di fermentazione gas-liquido dove sono richiesti aerazione meccanica e miscelazione.

L'idoneità dell'aeratore dipende dal processo specifico e dovrebbe essere valutata insieme al recipiente di fermentazione, al sistema di agitazione, all'alimentazione dell'aria e alla strategia di pulizia.

Requisiti di installazione e rotazione

Un'installazione corretta è importante per il funzionamento di un aeratore DAWT.

Il rotore è progettato per funzionare in una direzione specifica e non deve essere azionato in senso inverso. Se visto dal lato motore verso la macchina, il senso di rotazione specificato è orario.

Il rotore e lo statore formano i componenti di lavoro principali dell'aeratore, pertanto l'allineamento, la configurazione del motore e l'installazione corretti devono essere confermati prima della messa in servizio.

Per un'installazione di fermentazione completa, questi requisiti meccanici dovrebbero essere considerati insieme al design del recipiente e al sistema di controllo del processo.

Un approccio compatto all'aerazione della fermentazione

L'Aeratore di fondo per fermentatore DAWT riunisce diverse funzioni in un'unica apparecchiatura: induzione d'aria, miscelazione meccanica e dispersione del gas.

La sua struttura a rotore-statore aspira l'aria nel liquido, miscela le fasi gassosa e liquida e disperde l'aria attraverso il gruppo montato sul fondo. Combinato con la costruzione in acciaio inossidabile e la lucidatura elettrolitica opzionale, molteplici materiali di tenuta e configurazioni del motore standard o a prova di esplosione, il DAWT può essere adattato a diversi requisiti di apparecchiature di fermentazione.

Per i progettisti di sistemi di fermentazione, il punto chiave non è semplicemente scegliere un aeratore con una certa capacità d'aria. L'unità deve funzionare con la geometria del serbatoio, il terreno di fermentazione, la richiesta di ossigeno e la strategia di agitazione complessiva. BOAO può configurare la serie DAWT in base a queste condizioni di processo per fornire una soluzione di aerazione e miscelazione più adatta.