Sparger trong Fermenter là gì ？
Nói tóm lại, ASparger trong máy lên menlà một thiết bị được sử dụng để đưa không khí hoặc các loại khí khác vào bình lên men.
Nó thường là một ống đục lỗ nằm ở đáy bình hoặc gần bánh công tác và cho phép khí thoát vào chất lỏng thông qua các lỗ nhỏ hoặc vòi phun.
Mục đíchcủa máy phun là để cung cấp oxy cho quá trình lên men hiếu khí hoặc trộn carbon dioxide (co2) cho quá trình lên men kỵ khí. máy phun giúp duy trì mức oxy hòa tan tối ưu trong môi trường nuôi cấy, điều này rất cần thiết cho sự phát triển và trao đổi chất của vi sinh vật, chẳng hạn như nấm men hoặc vi khuẩn.
Trong quá trình lên men, máy rải cũng có thể được sử dụng để kiểm soát độ PH, nhiệt độ và sự pha trộn của các chất chứa trong bình. nó thường được sử dụng trong xử lý sinh học quy mô công nghiệp, nơi một lượng lớn vi sinh vật được nuôi cấy đồng thời, để đảm bảo quá trình lên men nhất quán và hiệu quả.
Trong lĩnh vực lên men, máy rải đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường tối ưu cho vi sinh vật phát triển. Nói một cách đơn giản, máy phun là một thiết bị dùng để đưa khí (thường là oxy hoặc carbon dioxide) vào môi trường lỏng. Trong quá trình lên men, máy rải rác thường được sử dụng để kiểm soát nồng độ oxy hòa tan, chất dinh dưỡng quan trọng cho sự phát triển của vi sinh vật. Trong bài đăng trên blog này, chúng ta sẽ thảo luận chi tiết máy rải là gì, cách thức hoạt động và tầm quan trọng của nó trong quá trình lên men.
Kim phun là gì?
Máy phun là một thiết bị dùng để đưa khí (thường là oxy hoặc carbon dioxide) vào môi trường lỏng. Bộ phân phối thường bao gồm một đầu vào khí và một vật liệu xốp để phân tán khí vào chất lỏng. Vật liệu xốp có thể được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau bao gồm kim loại thiêu kết, gốm sứ hoặc polyme.
Sparsers thường được sử dụng để kiểm soát nồng độ oxy hòa tan trong môi trường lỏng trong quá trình lên men. Điều này là do oxy là chất dinh dưỡng quan trọng cho sự phát triển của vi sinh vật và sự sẵn có của nó ảnh hưởng mạnh mẽ đến tốc độ và hiệu quả của quá trình lên men. Ngoài ra, eductor cũng có thể được sử dụng để kiểm soát độ pH của môi trường lên men bằng cách đưa carbon dioxide hoặc các loại khí axit khác vào.
Loại nhà phân phối:
Có một số loại máy rải thường được sử dụng trong ngành lên men, mỗi loại đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Các loại máy rải phổ biến nhất là:
1. Nhà phân phối xốp:
Các nhà phân phối này được làm bằng vật liệu xốp như kim loại thiêu kết, gốm sứ hoặc polyme. Chúng được sử dụng phổ biến trong công nghiệp do hiệu quả cao và dễ sử dụng.
2. Máy phun bong bóng:
Những kim phun này đưa khí vào môi trường lên men dưới dạng bong bóng. Chúng kém hiệu quả hơn so với máy rải xốp nhưng thường được sử dụng để lên men quy mô nhỏ.
3. Máy rải màng:
Những máy rải này sử dụng màng thấm khí để đưa khí vào môi trường lên men. Chúng hiệu quả nhưng khó làm sạch và bảo trì hơn.
Tầm quan trọng của sparger trong máy lên men:
Sparger đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men bằng cách kiểm soát nồng độ oxy hòa tan và độ pH trong môi trường lên men. Nồng độ oxy hòa tan là một thông số quan trọng đối với sự phát triển của vi sinh vật vì nó ảnh hưởng đến tốc độ và hiệu quả của quá trình lên men. Bằng cách kiểm soát nồng độ oxy hòa tan, máy rải có thể giúp đảm bảo rằng quá trình lên men được tối ưu hóa để đạt năng suất và chất lượng tối đa.
Ngoài việc kiểm soát nồng độ oxy hòa tan, máy phun sương còn có thể được sử dụng để kiểm soát độ pH của môi trường lên men. Điều này rất quan trọng vì độ pH ảnh hưởng mạnh mẽ đến tốc độ và hiệu quả phát triển của vi sinh vật. Bằng cách đưa vào các loại khí axit như carbon dioxide, thiết bị phun nước có thể giúp duy trì phạm vi pH tối ưu cho sự phát triển của vi sinh vật.
Những yếu tố cần quan tâm khi lựa chọn máy rải:
Khi lựa chọn thiết bị phun cho thiết bị lên men, cần xem xét một số yếu tố, bao gồm loại vi sinh vật được nuôi cấy, kích thước của thiết bị lên men và điều kiện lên men mong muốn. Ví dụ, máy rải xốp thường phù hợp hơn cho quá trình lên men quy mô lớn do hiệu quả cao của chúng, trong khi máy phun bọt khí có thể phù hợp hơn cho quá trình lên men quy mô nhỏ. Việc lựa chọn máy phun cũng có thể phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của quá trình lên men, chẳng hạn như nồng độ oxy hòa tan cần thiết hoặc phạm vi pH tối ưu.
Bảo trì và vệ sinh máy rải:
Bảo trì và vệ sinh máy phun đúng cách là điều cần thiết để đảm bảo hiệu suất tối ưu và ngăn ngừa ô nhiễm. Dụng cụ rải rác phải được làm sạch định kỳ để loại bỏ bất kỳ sự tích tụ nào của vi sinh vật phát triển hoặc các chất gây ô nhiễm khác có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của chúng. Quá trình làm sạch có thể khác nhau tùy thuộc vào loại máy phun, nhưng nhìn chung bao gồm việc ngâm máy phun trong dung dịch tẩy rửa, sau đó rửa kỹ bằng nước. Ngoài việc vệ sinh thường xuyên, thiết bị phun tia phải được kiểm tra thường xuyên xem có hư hỏng hoặc hao mòn không và thay thế khi cần thiết.
Các loại máy rải được sử dụng trong máy lên men
1. Nhà phân phối xốp:
Máy rải xốp được làm từ nhiều loại vật liệu bao gồm kim loại thiêu kết, gốm sứ và polyme. Những máy rải này có diện tích bề mặt cao và số lượng lớn các lỗ nhỏ, cho phép khí được phân bố đều khắp môi trường lên men. Hiệu suất cao của máy rải xốp khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho quá trình lên men quy mô lớn, trong đó tốc độ truyền khí cao là rất quan trọng để vi sinh vật phát triển tối ưu. Máy rải xốp cũng có ưu điểm là dễ làm sạch và bảo trì vì chúng thường được thiết kế để tháo rời và làm sạch giữa các đợt.
2. Bắn bong bóng:
Máy phun bong bóng, còn được gọi là máy khuếch tán, đưa khí vào môi trường lên men dưới dạng bong bóng. Những tấm chắn này thường được làm bằng vật liệu xốp hoặc lưới mịn tạo ra bọt khí nhỏ khi khí đi qua. Máy phun bong bóng thường được sử dụng cho quá trình lên men quy mô nhỏ trong đó tốc độ truyền khí cao ít quan trọng hơn. Máy phun bọt khí có ưu điểm là sử dụng đơn giản và rẻ tiền, nhưng chúng có thể kém hiệu quả hơn máy phun xốp và tạo ra nhiều nhiễu loạn hơn trong môi trường lên men.
3. Nhà phân phối màng:
Máy ép màng sử dụng màng thấm khí để đưa khí vào môi trường lên men. Những máy rải này có diện tích bề mặt cao và số lượng lớn các lỗ nhỏ, cho phép khí được phân bố đều khắp môi trường lên men. Máy ép màng hoạt động hiệu quả và có thể truyền khí ở tốc độ cao, khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho quá trình lên men quy mô lớn. Tuy nhiên, bộ lọc màng có thể khó làm sạch và bảo trì hơn vì màng thường mỏng manh và dễ bị hư hỏng.
4. Máy sục khí bề mặt:
Máy sục khí bề mặt hay còn gọi là máy khuấy, tạo ra dòng chảy hỗn loạn trên bề mặt môi trường lên men, cho phép khí được hấp thụ vào chất lỏng. Những nhà phân phối này thường được sử dụng trong quá trình lên men quy mô nhỏ trong đó tốc độ truyền khí cao ít quan trọng hơn. Máy sục khí bề mặt có ưu điểm là sử dụng đơn giản và rẻ tiền, nhưng chúng có thể kém hiệu quả hơn các loại máy sục khí khác và tạo ra nhiều nhiễu loạn hơn trong môi trường lên men.
5. Ống tiêm:
Người giáo dục sử dụng các tia khí áp suất cao để tạo ra sự hỗn loạn trong môi trường lên men, khiến khí bị hấp thụ vào chất lỏng. Những máy rải này thường được sử dụng trong quá trình lên men quy mô nhỏ và có ưu điểm là sử dụng đơn giản và không tốn kém. Tuy nhiên, kim phun có thể kém hiệu quả hơn các loại thiết bị phun khác và tạo ra nhiều nhiễu loạn hơn trong môi trường lên men.
Chọn máy rải phù hợp:
Khi lựa chọn thiết bị phun nước cho thiết bị lên men, cần phải xem xét một số yếu tố, chẳng hạn như loại vi sinh vật được nuôi cấy, kích thước của thiết bị lên men và điều kiện lên men mong muốn. Việc lựa chọn máy phun cũng có thể phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của quá trình lên men, chẳng hạn như nồng độ oxy hòa tan cần thiết hoặc phạm vi pH tối ưu. Bảo trì và vệ sinh máy phun đúng cách là điều cần thiết để đảm bảo hiệu suất tối ưu và ngăn ngừa ô nhiễm. Bằng cách hiểu rõ các loại máy rải khác nhau hiện có cũng như ưu và nhược điểm của chúng, các chuyên gia lên men có thể đưa ra quyết định sáng suốt về cách tối ưu hóa quá trình lên men và đạt được kết quả mong muốn.
Chức năng chính của sparger trong thiết bị lên men
1. Oxy hóa:
Một trong những chức năng chính của máy rải trong thiết bị lên men là cung cấp oxy cho vi sinh vật được nuôi cấy. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các vi sinh vật hiếu khí cần oxy để tăng trưởng và trao đổi chất. Máy phun oxy cung cấp oxy đến môi trường lên men dưới dạng bọt khí hoặc luồng không khí, tạo điều kiện cho vi khuẩn hấp thụ oxy và sử dụng nó để sản xuất năng lượng.
2. Trộn:
Ngoài việc cung cấp oxy, máy phun còn đóng vai trò quan trọng trong việc trộn môi trường lên men. Khi khí được đưa vào môi trường, nó sẽ tạo ra sự hỗn loạn, giúp phân phối đều chất dinh dưỡng và các thành phần thiết yếu khác trong chất lỏng. Trộn đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo sự phát triển tối ưu của vi sinh vật vì nó cho phép các vi sinh vật có được các chất dinh dưỡng cần thiết và loại bỏ các chất thải.
3. Kiểm soát PH:
Sparsers cũng có thể được sử dụng để kiểm soát độ pH của môi trường lên men bằng cách đưa carbon dioxide hoặc các loại khí có tính axit khác vào chất lỏng. Điều này giúp giữ độ pH trong phạm vi mong muốn và ngăn chặn sự phát triển của các vi khuẩn có hại phát triển mạnh trong môi trường axit.
4. Kiểm soát nhiệt độ:
Trong một số trường hợp, máy ép cũng có thể được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của môi trường lên men. Bằng cách tạo ra luồng không khí mát, máy rải có thể giúp giảm nhiệt độ của vật liệu và ngăn ngừa quá nhiệt. Ngược lại, không khí nóng có thể được sử dụng để tăng nhiệt độ của môi trường và thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật.
5. Kiểm soát bọt:
Cuối cùng, máy phun cũng có thể được sử dụng để kiểm soát sự hình thành bọt trong quá trình lên men. Bọt có thể là một vấn đề trong quá trình lên men quy mô lớn vì nó cản trở quá trình trộn và làm giảm hiệu quả của nhà phân phối. Bằng cách đưa luồng không khí vào môi trường lên men, máy ép có thể giúp phá vỡ bọt và ngăn ngừa sự tích tụ bọt.
trong phần Kết luận:
Tóm lại, máy rải rác đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men bằng cách cung cấp oxy, trộn môi trường lên men, kiểm soát độ pH và nhiệt độ cũng như ngăn ngừa sự hình thành bọt. Việc chọn đúng loại máy rải cũng như bảo trì và làm sạch đúng cách là rất quan trọng để tối ưu hóa quá trình lên men và đạt được kết quả mong muốn. Bằng cách hiểu chức năng của bộ phận phân phối trong thiết bị lên men, các chuyên gia lên men có thể đưa ra quyết định sáng suốt về cách tối ưu hóa quá trình lên men và đạt được kết quả mong muốn.
Ứng dụng của nhà phân phối trong thiết bị lên men
1. Sản xuất bia, rượu:
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của máy rải trong máy lên men là sản xuất bia và rượu vang. Trong các ngành công nghiệp này, máy ép thường được sử dụng để cung cấp oxy cho nấm men trong quá trình lên men, giúp thúc đẩy sự phát triển của nấm men khỏe mạnh và quá trình lên men hiệu quả. Sparger cũng có thể được sử dụng để giúp kiểm soát nhiệt độ và độ pH của môi trường lên men, những yếu tố rất quan trọng để đạt được hương vị và nồng độ cồn mong muốn trong sản phẩm cuối cùng.
2. Xử lý sinh học:
Spargers cũng được sử dụng trong lĩnh vực xử lý sinh học, liên quan đến việc sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất ô nhiễm và các chất ô nhiễm khác trong môi trường. Trong ứng dụng này, máy phun rác được sử dụng để đưa oxy vào khu vực bị ô nhiễm, giúp thúc đẩy sự phát triển của các vi sinh vật chịu trách nhiệm phân hủy các chất ô nhiễm. Quá trình này đặc biệt hiệu quả để làm sạch đất và nước ngầm bị ô nhiễm bởi các sản phẩm dầu mỏ, dung môi và các hóa chất công nghiệp khác.
3. Sản xuất dược phẩm:
Các nhà phân phối cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm để sản xuất vắc xin, thuốc kháng sinh và các loại thuốc khác. Trong các ứng dụng này, máy phun được sử dụng để đưa oxy vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật chịu trách nhiệm tạo ra sản phẩm mong muốn. Spargers cũng có thể giúp trộn môi trường lên men và kiểm soát nhiệt độ cũng như độ pH của môi trường nuôi cấy, những điều này rất quan trọng để duy trì sức khỏe và năng suất của quá trình nuôi cấy vi sinh vật.
4. Lên men công nghiệp:
Sparger cũng thường được sử dụng trong quá trình lên men công nghiệp quy mô lớn để sản xuất enzyme, axit amin và các sản phẩm sinh học khác. Trong các ứng dụng này, máy phun được sử dụng để cung cấp oxy cho quá trình nuôi cấy vi sinh vật và giúp duy trì nhiệt độ và độ pH theo yêu cầu của quá trình nuôi cấy. Rưới đúng cách là rất quan trọng để đạt được năng suất cao và duy trì sức khỏe cũng như năng suất của vi sinh vật nuôi cấy.
5. Nghiên cứu và phát triển:
Cuối cùng, máy rải thường được sử dụng trong môi trường nghiên cứu và phát triển để nghiên cứu sự phát triển và hoạt động của vi sinh vật trong môi trường phòng thí nghiệm được kiểm soát. Sparger có thể được sử dụng để đưa nhiều loại khí vào môi trường lên men, cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện môi trường khác nhau đến sự phát triển và trao đổi chất của vi sinh vật.
trong phần kết luận
Tóm lại, máy rải rác là một phần quan trọng của nhiều quá trình lên men, cung cấp oxy, trộn môi trường lên men và kiểm soát nhiệt độ và độ pH của môi trường nuôi cấy. Việc sử dụng máy rải là rất quan trọng để đạt được năng suất cao và duy trì sức khỏe cũng như năng suất của quá trình nuôi cấy vi sinh vật. Bằng cách hiểu rõ các ứng dụng và cách sử dụng khác nhau của máy rải trong quá trình lên men, các chuyên gia lên men có thể đưa ra quyết định sáng suốt về cách tối ưu hóa quá trình lên men và đạt được kết quả mong muốn.
Máy phun lên men nào được ưa chuộng?
vòi phun trong thiết bị lên men vàNhà phân phối lỗ trong thiết bị lên men
Vòi phun và nhà phân phối lỗ là hai loại nhà phân phối phổ biến được sử dụng trong thiết bị lên men. Dưới đây là thông tin thêm về mỗi:
1. Nhà phân phối vòi phun trong thiết bị lên men:
Máy phun vòi phun là máy phun sử dụng một loạt vòi phun để đưa bọt khí vào môi trường lên men. Các vòi phun thường được bố trí theo mô hình lưới ở đáy thiết bị lên men, qua đó khí được đưa vào với tốc độ được kiểm soát. Máy phun vòi phun rất phổ biến trong quá trình lên men ở quy mô công nghiệp vì chúng cung cấp khả năng trộn và oxy hóa hiệu quả cho môi trường lên men. Chúng cũng tương đối dễ dàng để làm sạch và bảo trì.
2. Nhà phân phối lỗ trong thiết bị lên men:
Dụng cụ phun lỗ là dụng cụ phun sử dụng một loạt các lỗ hoặc lỗ nhỏ để đưa bọt khí vào môi trường lên men. Các lỗ thường được bố trí theo mô hình lưới ở đáy thiết bị lên men, qua đó khí được đưa vào với tốc độ được kiểm soát. Thiết bị phun khí có lỗ phun rất phổ biến trong môi trường R&D vì chúng cho phép kiểm soát chính xác tốc độ đưa khí vào và có thể được sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của các thành phần khí khác nhau lên sự phát triển và trao đổi chất của vi sinh vật.
Cả vòi phun và vòi phun đều có hiệu quả trong việc cung cấp oxy cho nuôi cấy vi sinh vật và trộn môi trường lên men. Việc lựa chọn máy phun phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của quá trình lên men, bao gồm kích thước của thiết bị lên men, loại vi sinh vật được nuôi cấy và kết quả mong muốn của quá trình lên men. Cuối cùng, mục tiêu là chọn một thiết bị phun có khả năng truyền khí hiệu quả và thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật khỏe mạnh đồng thời giảm thiểu sự hình thành bọt và các tác dụng phụ không mong muốn khác.
tóm lại:
Tóm lại, máy phun là một phần quan trọng của quá trình lên men và đóng vai trò chính trong việc kiểm soát nồng độ oxy hòa tan và pH trong môi trường lên men. Việc chọn đúng loại máy rải cũng như bảo trì và vệ sinh đúng cách có thể giúp đảm bảo quá trình lên men được tối ưu hóa để đạt năng suất và chất lượng tối đa. Bằng cách hiểu máy rải là gì và cách thức hoạt động của nó, các chuyên gia lên men có thể đưa ra quyết định sáng suốt về cách tối ưu hóa quá trình lên men và đạt được kết quả mong muốn.
Bạn có quan tâm đến việc tối ưu hóa quá trình lên men của mình bằng máy rải không?
Nếu vậy, đừng ngần ngại khám phá các tùy chọn máy rải khác nhau có sẵn để xem chúng có thể mang lại lợi ích cho ứng dụng cụ thể của bạn như thế nào.
Hãy liên hệ với chuyên gia lên men và chọn hoặc OEM ngay hôm nay để tìm hiểu thêm và bắt đầu cải thiện quy trình lên men của bạn!
Tài nguyên bổ sung:
Đối với những độc giả quan tâm đến việc tìm hiểu thêm về máy rải trong máy lên men, có sẵn một số tài nguyên. Một số tài nguyên được đề xuất bao gồm:
"Vi sinh lên men và công nghệ sinh học" của EMT El-Mansi, CFL Amaral và WWM Souza (2019)
"Nguyên tắc kỹ thuật xử lý sinh học" của Pauline M. Doran (2012)
"Sổ tay nuôi cấy tế bào công nghiệp: Tế bào động vật có vú, vi sinh vật và thực vật" Tổng biên tập Victor G. Aunins (2010)
Thời gian đăng: May-05-2023
