Ⅰ.komposisi struktur fermenter
Fermenter biasanya terdiri daripada beberapa komponen utama, setiap satunya memainkan peranan yang sangat diperlukan.
1. Tangki: bahagian utama penapai, biasanya diperbuat daripada keluli tahan karat dan bahan tahan kakisan yang lain. Tangki direka bentuk untuk menahan tekanan dan suhu proses penapaian, menyediakan persekitaran yang tertutup dan sesuai untuk mikroorganisma berkembang.
2. Sistem kacau: termasuk motor, pengurang, dayung kacau dan komponen lain. Sistem kacau memutarkan dayung kacau untuk mengedarkan cecair penapaian di dalam tangki untuk memastikan bahawa nutrien dan oksigen diagihkan sama rata dan untuk menggalakkan pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisma.
3. Sistem pengudaraan: hantar udara steril ke dalam larutan penapaian untuk menyediakan oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisma dan melepaskan karbon dioksida yang dihasilkan oleh metabolisme untuk mengekalkan keseimbangan gas dalam tangki. Sistem pengudaraan biasanya termasuk peranti pengedaran udara dan saluran paip.
4. Sistem kawalan suhu: Suhu di dalam fermenter dikawal dengan mengedarkan air panas atau sejuk melalui peranti seperti jaket atau gegelung. Suhu adalah faktor utama dalam pertumbuhan mikrob dan metabolisme, jadi sistem kawalan suhu perlu sangat tepat dan stabil.
5. Sistem kawalan pH: memantau dan melaraskan nilai pH larutan penapaian untuk memenuhi keperluan pertumbuhan mikrob dan metabolisme. Sistem kawalan pH biasanya termasuk sensor pH, pengawal dan peranti dos.
6. Sistem anti-buih: Menghapuskan buih yang dihasilkan semasa proses penapaian, mengelakkan buih daripada melimpah, dan mengekalkan kestabilan proses penapaian. Sistem anti-buih biasanya termasuk agen anti-buih dan peranti anti-buih.
7. Port pensampelan dan pelepasan: digunakan untuk pensampelan dan ujian proses penapaian dan pelepasan produk penapaian. Port ini biasanya direka pada lokasi yang sesuai di dalam tangki untuk operasi dan penyelenggaraan yang mudah.
Ⅱ. Prinsip kerja penapai
Prinsip kerja penapai terutamanya berdasarkan pertumbuhan dan proses metabolik mikroorganisma. Di bawah keadaan yang sesuai, mikroorganisma menggunakan nutrien dalam sup penapaian untuk membesar dan membiak, dan pada masa yang sama menghasilkan metabolit yang diperlukan.
1.Inokulasi mikrob: Mikroorganisma yang ditapis dan disucikan diinokulasi ke dalam penapai sebagai ketegangan permulaan untuk proses penapaian.
2. Bekalan nutrien: Menambah jumlah nutrien yang sesuai, seperti sumber karbon, sumber nitrogen, garam tak organik, dsb., kepada penapai untuk menyediakan tenaga dan asas bahan untuk pertumbuhan mikroorganisma.
3. Kawalan suhu dan pH: Melalui sistem kawalan suhu dan sistem kawalan pH, suhu dan nilai pH dalam fermenter diselaraskan kepada julat terbaik untuk pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisma.
4. Pengudaraan dan pengadukan: Melalui sistem pengudaraan dan sistem pengadukan, udara steril dan oksigen dimasukkan ke dalam larutan penapaian, dan larutan penapaian diedarkan di dalam tangki untuk memastikan nutrien dan oksigen diagihkan secara sama rata.
5. Pengumpulan metabolit: Semasa pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisma, metabolit yang diperlukan dihasilkan. Metabolit ini boleh dikesan dan dianalisis melalui port pensampelan untuk menilai kemajuan dan keberkesanan proses penapaian.
6. Pelepasan produk penapaian: Apabila proses penapaian mencapai sasaran yang telah ditetapkan, produk penapaian dilepaskan melalui pelabuhan pelepasan untuk rawatan dan pemprosesan seterusnya.
Secara ringkasnya, fermenter ialah peralatan teras dalam industri biofermentasi, jadi komposisi struktur dan prinsip kerjanya adalah penting. Dengan memperoleh pemahaman yang mendalam tentang struktur dan prinsip kerja penapai, kita boleh memahami dengan lebih baik titik kawalan proses penapaian dan meningkatkan kecekapan pengeluaran dan kualiti produk. Pada masa yang sama, ini memberikan sokongan teori yang kukuh dan panduan praktikal untuk reka bentuk optimum dan penambahbaikan fermenter.