Máy sục khí đáy bồn lên men

Quá trình lên men hiếu khí không chỉ đơn thuần là cung cấp không khí vào bồn. Oxy cần được đưa vào chất lỏng, phân tán hiệu quả và tiếp xúc với môi trường lên men. Đồng thời, chất lỏng phải được khuấy trộn đầy đủ để ngăn chặn sự hình thành các vùng thiếu khí bên trong thiết bị.

Máy sục khí đáy bồn lên men DAWT được thiết kế cho mục đích này. Được lắp đặt trực tiếp tại đáy bồn lên men, thiết bị kết hợp hút khí, trộn khí-lỏng và phân tán cơ học trong một khối duy nhất.

Thay vì sử dụng một quạt thổi khí riêng biệt và bộ khuếch tán thông thường, DAWT sử dụng cụm rotor-stator để hút không khí vào chất lỏng và phân tán chúng thành các bọt khí mịn, đồng thời tạo ra dòng đối lưu chất lỏng. Điều này làm cho nó phù hợp với các quy trình lên men hiếu khí, nơi quá trình chuyển oxy và khuấy trộn cần diễn ra đồng thời.

Thiết Kế Rotor-Stator Cho Quá Trình Trộn Khí-Lỏng

Nguyên lý hoạt động của DAWT dựa trên sự tương tác giữa một cánh khuấy quay (rotor) và một stator (bộ phân phối) bao quanh.

Khi rotor quay, một vùng áp suất thấp được tạo ra bên trong stator. Không khí từ khí quyển được hút qua đường ống dẫn khí chuyên dụng và đi vào vùng rotor-stator cùng với chất lỏng.

Cánh khuấy quay cung cấp năng lượng cơ học cần thiết để trộn hai pha. Khi hỗn hợp khí-lỏng đi qua các kênh của stator, không khí được phân tán thành các bọt khí mịn. Thiết kế sản phẩm quy định bọt khí có kích thước xấp xỉ 100 μm, tạo ra diện tích tiếp xúc khí-lỏng tương đối lớn cho quá trình chuyển oxy.

Đây là một điểm khác biệt quan trọng so với việc chỉ đơn giản là sục bọt khí vào bồn. DAWT chủ động kết hợp hút khí với phân tán cơ học, cho phép xử lý đồng thời quá trình sục khí và khuấy trộn tại cùng một vị trí.

Tầm Quan Trọng Của Việc Sục Khí Lắp Đáy

Vị trí lắp đặt là một phần quan trọng trong thiết kế của DAWT.

Do máy sục khí được gắn ở đáy bồn lên men, không khí đi vào chất lỏng từ phần dưới của bồn. Hỗn hợp khí-lỏng sau đó có thể tham gia vào quá trình đối lưu trong toàn bộ thể tích làm việc.

Đối với quá trình lên men hiếu khí, sự bố trí này có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào việc đưa khí từ bề mặt và cung cấp một cách trực tiếp để kết hợp cung cấp oxy với chuyển động của chất lỏng.

Cấu hình lắp đáy cũng có thể đơn giản hóa việc bố trí thiết bị xung quanh bồn. Thay vì lắp đặt một thiết bị trộn khí-lỏng riêng biệt bên ngoài bồn, chức năng sục khí được tích hợp vào cụm lắp đặt dưới đáy bồn.

Tuy nhiên, hiệu suất thực tế phụ thuộc vào toàn bộ hệ thống lên men. Hình dạng bồn, thể tích làm việc, tính chất chất lỏng, tốc độ vận hành, nhu cầu khí và các thiết bị khuấy trộn khác đều cần được xem xét khi lựa chọn model DAWT phù hợp.

Hút Khí Mà Không Cần Buồng Trộn Khí Riêng

Một trong những tính năng thực tế của DAWT là khả năng hút không khí từ khí quyển qua đường ống dẫn khí khi rotor hoạt động.

Cánh khuấy quay tạo ra các điều kiện áp suất cần thiết để hút không khí vào vùng trộn. Không khí và chất lỏng sau đó đi vào cụm rotor-stator, nơi chúng được trộn lẫn trước khi được xả ra qua bộ phân phối.

Sự tích hợp này giúp giảm nhu cầu xử lý việc cung cấp khí và trộn chất lỏng như các hoạt động hoàn toàn riêng biệt.

Đối với các nhà sản xuất thiết bị lên men và kỹ sư quy trình, điều này có thể hữu ích khi thiết kế các hệ thống mà không gian, sự tích hợp thiết bị và tiếp xúc trực tiếp khí-lỏng là những yếu tố quan trọng cần xem xét.

Được Chế Tạo Cho Thiết Bị Lên Men Hợp Vệ Sinh

DAWT có sẵn bằng thép không gỉ 304 hoặc 316L, cho phép lựa chọn vật liệu chế tạo theo yêu cầu của quy trình và thiết bị.

Đối với các ứng dụng yêu cầu bề mặt hợp vệ sinh nhẵn mịn hơn, có thể lựa chọn tùy chọn đánh bóng điện hóa (electropolishing).

Các vật liệu làm kín khác nhau cũng có thể được chỉ định, bao gồm EPDM, cao su silicone và cao su fluororubber, tùy thuộc vào điều kiện vận hành và yêu cầu tương thích của quy trình.

Động cơ có thể được cung cấp ở cấu hình tiêu chuẩn hoặc chống cháy nổ, mang lại sự linh hoạt cho các môi trường nhà máy khác nhau.

Các tùy chọn này đặc biệt phù hợp khi máy sục khí là một phần của hệ thống lên men lớn hơn, nơi cần xem xét đồng thời khả năng tương thích vật liệu, yêu cầu vệ sinh và điều kiện vận hành.

Kết Hợp Máy Sục Khí Với Quy Trình Lên Men

Dòng sản phẩm DAWT bao gồm một loạt các kích cỡ thiết bị thay vì chỉ dựa vào một cấu hình máy sục khí duy nhất.

Các model nhỏ hơn sử dụng tốc độ vận hành cao hơn và phù hợp với công suất khí và chất lỏng thấp hơn, trong khi các model lớn hơn sử dụng tốc độ quay thấp hơn và cung cấp công suất xử lý lớn hơn. Trong toàn bộ dòng sản phẩm, công suất động cơ dao động từ 0,75 kW đến 18,5 kW, trong khi công suất hút khí được liệt kê từ khoảng 11 đến 330 Nm³/h.

Các số liệu này nên được coi là thông tin kỹ thuật dành riêng cho từng model chứ không phải giá trị vận hành phổ quát. Việc lựa chọn máy sục khí nên dựa trên các điều kiện lên men thực tế, bao gồm kích thước bồn, thể tích làm việc, nhu cầu oxy, đặc tính môi trường và hiệu suất trộn khí-lỏng mong muốn.

Do đó, DAWT nên được xác định như một phần của hệ thống lên men hoàn chỉnh thay vì chỉ được chọn dựa trên thể tích bồn.

Ứng Dụng Trong Lên Men Hiếu Khí

Ứng dụng chính của DAWT là cung cấp oxy và trộn khí-lỏng trong quá trình lên men hiếu khí.

Trong chế biến dược phẩm sinh học, nó có thể được sử dụng để oxy hóa trong quá trình lên men hiếu khí, nơi vi sinh vật hoặc tế bào cần được cung cấp oxy liên tục.

Trong chế biến thực phẩm, máy sục khí có thể hỗ trợ các quy trình lên men như sản xuất giấm, nơi việc cung cấp oxy có kiểm soát là một phần quan trọng của quy trình.

Nó cũng có thể được áp dụng cho quá trình lên men đồ uống từ giấm và các quy trình lên men khí-lỏng khác, nơi yêu cầu sục khí và khuấy trộn cơ học.

Sự phù hợp của máy sục khí phụ thuộc vào quy trình cụ thể và cần được đánh giá cùng với bồn lên men, hệ thống khuấy, nguồn cung cấp khí và chiến lược vệ sinh.

Yêu Cầu Về Lắp Đặt Và Chiều Quay

Việc lắp đặt chính xác là rất quan trọng cho hoạt động của máy sục khí DAWT.

Rotor được thiết kế để hoạt động theo một hướng quy định và không được vận hành theo chiều ngược lại. Khi nhìn từ phía động cơ về phía máy, chiều quay quy định là theo chiều kim đồng hồ.

Rotor và stator tạo thành các bộ phận làm việc cốt lõi của máy sục khí, do đó, sự căn chỉnh chính xác, cấu hình động cơ và việc lắp đặt cần được xác nhận trước khi vận hành thử.

Đối với một hệ thống lên men hoàn chỉnh, các yêu cầu cơ khí này cần được xem xét cùng với thiết kế bồn và hệ thống điều khiển quy trình.

Một Cách Tiếp Cận Nhỏ Gọn Cho Việc Sục Khí Lên Men

Máy sục khí đáy bồn lên men DAWT tích hợp nhiều chức năng vào một thiết bị duy nhất: hút khí, trộn cơ học và phân tán khí.

Cấu trúc rotor-stator của nó hút không khí vào chất lỏng, trộn các pha khí và lỏng, và phân tán không khí thông qua cụm lắp đáy. Kết hợp với kết cấu bằng thép không gỉ và tùy chọn đánh bóng điện hóa, nhiều vật liệu làm kín, và cấu hình động cơ tiêu chuẩn hoặc chống cháy nổ, DAWT có thể được điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu thiết bị lên men khác nhau.

Đối với các nhà thiết kế hệ thống lên men, vấn đề mấu chốt không chỉ đơn giản là chọn một máy sục khí có công suất khí nhất định. Thiết bị cần phải hoạt động đồng bộ với hình dạng bồn, môi trường lên men, nhu cầu oxy và chiến lược khuấy trộn tổng thể. BOAO có thể cấu hình dòng sản phẩm DAWT theo các điều kiện quy trình này để cung cấp một giải pháp sục khí và khuấy trộn phù hợp hơn.