Для аэробных культур, на которых выпускают пищевые добавки, ферменты и пробиотические концентраты, аэрация — главный управляемый параметр после температуры. Недостаток кислорода тормозит рост биомассы, избыток — расходует энергию и усиливает пенообразование. Ниже — порядок расчёта на условном примере.
Исходные данные
| Параметр | Значение (условный пример) |
|---|---|
| Номинальный объём ферментера | 1500 л |
| Коэффициент заполнения | 0,75 |
| Удельная аэрация по регламенту культуры | 0,5–1,0 vvm |
| Запас по компрессору | 25% |
| Потери давления на фильтрах и барботёре | учитываются отдельно |
Расчёт по шагам
- Рабочий объём среды. V = 1500 × 0,75 ≈ 1125 л. Заполнять аппарат полностью нельзя: над средой нужен объём под пену.
- Расход воздуха. Удельная аэрация задаётся в vvm — объёмах воздуха на объём среды в минуту. Q = V × vvm. При 0,5 vvm получаем около 560 л/мин (≈34 м³/ч), при 1,0 vvm — около 1125 л/мин (≈68 м³/ч).
- Производительность компрессора. Q комп = Q max × 1,25 ≈ 85 м³/ч. Запас нужен на рост потребления кислорода в экспоненциальной фазе и на старение фильтров.
- Фильтры. Стерилизующие фильтры на входе воздуха подбирают по максимальному расходу с учётом допустимого перепада давления; обычно ставят предфильтр и финишный фильтр 0,22 мкм.
- Проверка по растворённому кислороду. Расчётный расход — только стартовая точка. В реальном процессе аэрацию и скорость мешалки регулируют по датчику растворённого кислорода, удерживая заданный уровень насыщения.
Расход воздуха задают по пиковому потреблению кислорода культурой, а в работе держат минимально достаточный — разница между ними и есть экономия энергии.
Что меняется при другой культуре и другом объёме
Для дрожжей и бактерий с высоким потреблением кислорода удельная аэрация выше, чем для медленно растущих культур. При переходе на больший объём vvm обычно снижают, а недостаток массопередачи компенсируют перемешиванием и повышенным давлением в аппарате: при росте давления растворимость кислорода увеличивается.
Ферментеры и оборудование для доработки продукта
Промышленный ферментер Сушилка22 выпускается объёмом от 10 до 200000 л, с фильтрами 0,22 мкм на газовых линиях, стерилизацией паром при 121 °C и управлением от ПЛК с архивом параметров. Для отделения биомассы применяется декантерная центрифуга, для сгущения культуральной жидкости — оборудование для выпаривания.
Пришлите регламент культуры и планируемый объём — рассчитаем аэрацию, компрессор и обвязку. Номер для связи +7 906 968-1922, почта sales@sushilka22.ru.