Донный аэратор для ферментера

Аэробная ферментация зависит не только от подачи воздуха в резервуар. Кислород необходимо вводить в жидкость, эффективно диспергировать и обеспечивать его контакт с ферментационной средой. При этом жидкость должна оставаться достаточно перемешанной, чтобы предотвратить образование плохо аэрируемых зон внутри сосуда.

Донный аэратор для ферментера DAWT разработан именно для этой цели. Устанавливаемый непосредственно на дне ферментационного резервуара, он объединяет в одном блоке индукцию воздуха, газожидкостное смешивание и механическое диспергирование.

В отличие от использования отдельного воздуходувки и традиционного расположения диффузоров, DAWT использует роторно-статорный узел для всасывания воздуха в жидкость и диспергирования его в мелкие пузырьки, одновременно создавая циркуляцию жидкости. Это делает его пригодным для процессов аэробной ферментации, где требуется совместное осуществление переноса кислорода и перемешивания.

Конструкция «ротор-статор» для газожидкостного смешивания

Принцип работы DAWT основан на взаимодействии вращающегося импеллера и окружающего его статора (распределителя).

При вращении ротора внутри статора создается зона пониженного давления. Атмосферный воздух всасывается через специальный воздуховод и поступает в зону ротора и статора вместе с жидкостью.

Вращающийся импеллер обеспечивает механическую энергию, необходимую для смешивания двух фаз. По мере прохождения газожидкостной смеси через каналы статора воздух диспергируется в мелкие пузырьки. Конструкцией продукта предусмотрено образование пузырьков размером приблизительно 100 мкм, что создает относительно большую площадь контакта между газом и жидкостью для переноса кислорода.

Это важное отличие от простого барботирования воздуха в резервуар. DAWT активно сочетает индукцию воздуха с механическим диспергированием, позволяя осуществлять аэрацию и перемешивание в одном и том же месте.

Почему важна донная установка аэратора

Место установки является важной частью конструкции DAWT.

Поскольку аэратор монтируется на дне ферментационного сосуда, воздух поступает в жидкость из нижней части резервуара. Затем газожидкостная смесь может участвовать в циркуляции по всему рабочему объему.

Для аэробной ферментации такая компоновка помогает снизить зависимость от ввода воздуха на уровне поверхности и обеспечивает прямой способ объединения подачи кислорода с движением жидкости.

Донная конфигурация также может упростить компоновку оборудования вокруг резервуара. Вместо установки отдельного устройства для газожидкостного смешивания вне резервуара функция аэрации интегрируется в донный узел.

Однако фактическая производительность зависит от всей ферментационной системы. При выборе подходящей модели DAWT следует учитывать геометрию резервуара, рабочий объем, свойства жидкости, рабочую скорость, потребность в воздухе и другое перемешивающее оборудование.

Индукция воздуха без отдельной камеры смешивания

Одной из практических особенностей DAWT является его способность индуцировать атмосферный воздух через воздуховод во время работы ротора.

Вращающийся импеллер создает условия давления, необходимые для втягивания воздуха в зону смешивания. Воздух и жидкость затем поступают в роторно-статорный узел, где смешиваются перед выпуском через распределитель.

Эта интегрированная компоновка снижает необходимость рассматривать подачу воздуха и перемешивание жидкости как полностью отдельные операции.

Для производителей ферментационного оборудования и технологических инженеров это может быть полезно при проектировании систем, где важны такие факторы, как пространство, интеграция оборудования и прямой контакт газа с жидкостью.

Создан для санитарного ферментационного оборудования

DAWT доступен в исполнении из нержавеющей стали 304 или 316L, что позволяет выбирать материал конструкции в соответствии с требованиями процесса и оборудования.

Для применений, требующих более гладкой гигиеничной поверхности, в качестве опции доступна электрополировка.

Также можно указать различные материалы уплотнений, включая EPDM, силиконовую резину и фторкаучук, в зависимости от условий эксплуатации и требований совместимости процесса.

Двигатель может поставляться как в стандартном, так и во взрывозащищенном исполнении, что обеспечивает гибкость для различных заводских условий.

Эти опции особенно актуальны, когда аэратор является частью более крупной ферментационной системы, где необходимо совместно учитывать совместимость материалов, требования к очистке и условия эксплуатации.

Выбор аэратора в соответствии с ферментационным процессом

Серия DAWT охватывает ряд типоразмеров оборудования, а не полагается на одну единственную конфигурацию аэратора.

Меньшие модели используют более высокие рабочие скорости и подходят для меньших расходов воздуха и жидкости, в то время как более крупные модели используют более низкую скорость вращения и обеспечивают большую производительность. В серии мощность двигателя варьируется от 0,75 кВт до 18,5 кВт, а заявленная производительность по всасыванию воздуха составляет от приблизительно 11 до 330 Нм³/ч.

Эти цифры следует рассматривать как техническую информацию для конкретных моделей, а не как универсальные рабочие значения. Выбор аэратора должен основываться на фактических условиях ферментации, включая размер резервуара, рабочий объем, потребность в кислороде, характеристики среды и желаемую производительность газожидкостного смешивания.

Таким образом, DAWT следует выбирать как часть общей ферментационной системы, а не только исходя из объема сосуда.

Применение в аэробной ферментации

Основное применение DAWT — это подача кислорода и газожидкостное смешивание в аэробной ферментации.

В биофармацевтическом производстве он может использоваться для оксигенации в ходе аэробной ферментации, где микроорганизмам или клеткам требуется непрерывная подача кислорода.

В пищевой промышленности аэратор может поддерживать такие процессы ферментации, как производство уксуса, где контролируемая подача кислорода является важной частью процесса.

Он также может применяться при ферментации уксусных напитков и других газожидкостных ферментационных процессах, где требуются механическая аэрация и перемешивание.

Пригодность аэратора для конкретного процесса зависит от его особенностей и должна оцениваться совместно с ферментационным сосудом, системой перемешивания, подачей воздуха и стратегией очистки.

Требования к монтажу и направлению вращения

Правильный монтаж важен для работы аэратора DAWT.

Ротор спроектирован для работы в заданном направлении и не должен вращаться в обратную сторону. При взгляде со стороны двигателя на механизм правильным направлением вращения является по часовой стрелке.

Ротор и статор образуют основные рабочие компоненты аэратора, поэтому правильность соосности, конфигурации двигателя и монтажа должны быть подтверждены перед вводом в эксплуатацию.

Для полной ферментационной установки эти механические требования следует рассматривать вместе с конструкцией сосуда и системой управления процессом.

Компактный подход к аэрации ферментера

Донный аэратор DAWT объединяет несколько функций в одном устройстве: индукцию воздуха, механическое перемешивание и диспергирование газа.

Его конструкция «ротор-статор» всасывает воздух в жидкость, смешивает газовую и жидкую фазы и диспергирует воздух через донный узел. В сочетании с конструкцией из нержавеющей стали, возможностью электрополировки, множеством материалов уплотнений и стандартным или взрывозащищенным исполнением двигателя, DAWT может быть адаптирован к различным требованиям ферментационного оборудования.

Для проектировщиков ферментационных систем ключевым моментом является не просто выбор аэратора с определенной производительностью по воздуху. Устройство должно работать в соответствии с геометрией резервуара, ферментационной средой, потребностью в кислороде и общей стратегией перемешивания. BOAO может сконфигурировать серию DAWT в соответствии с этими технологическими условиями для обеспечения более подходящего решения по аэрации и перемешиванию.