Ⅰ.องค์ประกอบโครงสร้างของถังหมัก
โดยปกติถังหมักจะประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญหลายประการ ซึ่งแต่ละส่วนมีบทบาทที่ขาดไม่ได้
1. ถัง: ส่วนหลักของถังหมักมักทำจากสแตนเลสและวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนอื่น ๆ ถังได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อแรงดันและอุณหภูมิของกระบวนการหมัก ทำให้มีสภาพแวดล้อมแบบปิดและเหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์
2. ระบบกวน: รวมถึงมอเตอร์ ตัวลด ใบพัดกวน และส่วนประกอบอื่น ๆ ระบบคนจะหมุนไม้พายเพื่อหมุนเวียนของเหลวหมักในถังเพื่อให้แน่ใจว่าสารอาหารและออกซิเจนมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกัน และเพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตและการเผาผลาญของจุลินทรีย์
3. ระบบระบายอากาศ: ส่งอากาศปลอดเชื้อเข้าไปในสารละลายการหมักเพื่อให้ออกซิเจนที่จุลินทรีย์ต้องการและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากการเผาผลาญเพื่อรักษาสมดุลของก๊าซในถัง ระบบเติมอากาศมักประกอบด้วยอุปกรณ์กระจายอากาศและท่อส่งอากาศ
4. ระบบควบคุมอุณหภูมิ: อุณหภูมิภายในถังหมักถูกควบคุมโดยการหมุนเวียนน้ำร้อนหรือน้ำเย็นผ่านอุปกรณ์ต่างๆ เช่น แจ็คเก็ตหรือคอยล์ อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญในการเจริญเติบโตและการเผาผลาญของจุลินทรีย์ ดังนั้นระบบควบคุมอุณหภูมิจึงต้องมีความแม่นยำสูงและมีเสถียรภาพ
5. ระบบควบคุม pH: ตรวจสอบและปรับค่า pH ของสารละลายการหมักเพื่อตอบสนองความต้องการการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และการเผาผลาญ ระบบควบคุม pH มักประกอบด้วยเซ็นเซอร์ pH ตัวควบคุม และอุปกรณ์จ่ายสาร
6. ระบบป้องกันการเกิดฟอง: กำจัดโฟมที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการหมัก ป้องกันไม่ให้โฟมล้น และรักษาเสถียรภาพของกระบวนการหมัก ระบบป้องกันการเกิดฟองมักประกอบด้วยสารป้องกันการเกิดฟองและอุปกรณ์ป้องกันการเกิดฟอง
7. พอร์ตเก็บตัวอย่างและจำหน่าย: ใช้สำหรับการสุ่มตัวอย่างและทดสอบกระบวนการหมักและการปล่อยผลิตภัณฑ์หมัก พอร์ตเหล่านี้มักจะได้รับการออกแบบในตำแหน่งที่เหมาะสมในถังเพื่อให้ใช้งานและบำรุงรักษาได้ง่าย
Ⅱหลักการทำงานของถังหมัก
หลักการทำงานของถังหมักนั้นขึ้นอยู่กับการเจริญเติบโตและกระบวนการเผาผลาญของจุลินทรีย์เป็นหลัก ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม จุลินทรีย์จะใช้สารอาหารในน้ำซุปหมักเพื่อการเจริญเติบโตและเพิ่มจำนวน และในขณะเดียวกันก็ผลิตสารที่ต้องการออกมา
1. การฉีดเชื้อจุลินทรีย์: จุลินทรีย์ที่ผ่านการคัดกรองและบริสุทธิ์จะถูกฉีดเข้าไปในถังหมักเพื่อเป็นสายพันธุ์เริ่มต้นสำหรับกระบวนการหมัก
2.การจัดหาสารอาหาร: การเติมสารอาหารในปริมาณที่เหมาะสม เช่น แหล่งคาร์บอน แหล่งไนโตรเจน เกลืออนินทรีย์ ฯลฯ ลงในถังหมักเพื่อให้เป็นฐานพลังงานและวัสดุสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์
3.การควบคุมอุณหภูมิและ pH: ผ่านระบบควบคุมอุณหภูมิและระบบควบคุม pH อุณหภูมิและค่า pH ในถังหมักจะถูกปรับให้อยู่ในช่วงที่ดีที่สุดสำหรับการเจริญเติบโตและการเผาผลาญของจุลินทรีย์
4. การเติมอากาศและการกวน: ผ่านระบบเติมอากาศและระบบการกวน อากาศปลอดเชื้อและออกซิเจนจะถูกนำเข้าสู่สารละลายการหมัก และสารละลายการหมักจะหมุนเวียนในถังเพื่อให้แน่ใจว่าสารอาหารและออกซิเจนมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกัน
5.การสะสมของสาร: ในระหว่างการเจริญเติบโตและการเผาผลาญของจุลินทรีย์ จะมีการผลิตสารที่ต้องการ สารเมตาบอไลต์เหล่านี้สามารถตรวจพบและวิเคราะห์ได้ผ่านทางช่องเก็บตัวอย่างเพื่อประเมินความคืบหน้าและประสิทธิผลของกระบวนการหมัก
6. การปล่อยผลิตภัณฑ์จากการหมัก: เมื่อกระบวนการหมักถึงเป้าหมายที่กำหนดไว้ ผลิตภัณฑ์จากการหมักจะถูกปล่อยออกทางช่องระบายเพื่อการบำบัดและแปรรูปในภายหลัง
โดยสรุป ถังหมักเป็นอุปกรณ์หลักในอุตสาหกรรมการหมักทางชีวภาพ ดังนั้นองค์ประกอบโครงสร้างและหลักการทำงานของมันจึงมีความสำคัญ ด้วยการทำความเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างและหลักการทำงานของถังหมัก เราจึงสามารถเข้าใจจุดควบคุมของกระบวนการหมักได้ดีขึ้น และปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ในเวลาเดียวกัน สิ่งนี้จะให้การสนับสนุนทางทฤษฎีที่แข็งแกร่งและแนวทางปฏิบัติสำหรับการออกแบบและปรับปรุงถังหมักอย่างเหมาะสมที่สุด