При получении молочной, лимонной и других органических кислот культура одновременно потребляет сахар и закисляет среду. Если субстрата слишком много, рост тормозится высокой концентрацией сахара, если мало — культура голодает. Поэтому схема подачи субстрата — один из главных вопросов при выборе ферментера и его автоматики.
Три схемы подачи субстрата
| Критерий | Единовременная загрузка | Подпитка по графику | Подпитка с обратной связью |
|---|---|---|---|
| Как подаётся сахар | весь объём до посева | насосом по заранее заданной программе | по сигналам датчиков: pH, растворённого кислорода, остаточного сахара |
| Требования к оборудованию | минимальные: ферментер, контроль температуры | дозирующий насос, ёмкость для субстрата, стерильная линия подачи | полный набор датчиков, ПЛК, архив параметров |
| Риск торможения культуры | высокий при концентрированных средах | средний: график не учитывает реальную скорость роста | низкий |
| Сложность отладки | низкая | средняя | высокая, нужна отработка на пилоте |
| Повторяемость партий | зависит от качества сырья | лучше, чем при единовременной загрузке | наилучшая |
Когда подходит каждая схема
Единовременная загрузка годится для небольших объёмов, лабораторного и пилотного масштаба, а также для процессов, где культура нечувствительна к начальной концентрации сахара. Её плюс — простота; минус — выход кислоты заметно меняется от партии к партии.
Подпитка по графику — разумный компромисс для производств, которые уже знают поведение своей культуры. Стерильная ёмкость с субстратом и дозирующий насос позволяют держать концентрацию сахара в рабочем диапазоне, не усложняя автоматику. Слабое место — график рассчитан на «среднюю» партию.
Подпитка с обратной связью оправдана при промышленных объёмах и дорогом сырье. Сигналом служат изменение pH или резкий рост растворённого кислорода, когда культура исчерпала сахар. Такая схема параллельно решает и вторую задачу — нейтрализацию: щёлочь или известковое молоко дозируются по pH, чтобы кислота не подавляла продуцент.
Что мы рекомендуем
Начинайте с подпитки по графику, но закладывайте в ферментер штуцеры и места под датчики, которые понадобятся для обратной связи. Переход на регулирование по сигналам тогда потребует лишь доработки программы, а не переделки аппарата. Отдельно продумайте линии подачи: субстрат и нейтрализующий раствор должны поступать стерильно, а ёмкости для них — выдерживать мойку кислотами и щелочами.
Оборудование для ферментации и выделения кислот
Промышленный ферментер выпускается объёмом от 10 до 200 000 л, с управлением на ПЛК, SCADA и архивированием параметров каждой партии. Для приготовления и хранения субстрата подходит ёмкость из нержавейки, стойкая к растворам CIP-мойки. После ферментации биомассу отделяют на декантерной центрифуге, а раствор кислоты концентрируют на выпарной станции производительностью от 3 до 8000 л/ч по испарённой влаге.
Расскажите о продуценте, сырье и планируемом объёме — подберём ферментер и схему подпитки. Телефон отдела продаж +7 906 968-1922, почта sales@sushilka22.ru.