En el campo de la fermentación microbiana, la selección de fermentadores microbianos es crucial, que está directamente relacionada con el éxito o el fracaso y la eficiencia del proceso de fermentación. Con el rápido desarrollo de la biotecnología, los tipos de fermentadores son cada vez más abundantes para satisfacer las necesidades de diferentes industrias y procesos.
Tipo de fermentador
Los fermentadores microbianos se pueden dividir en varios tipos de acuerdo con diferentes estándares. De acuerdo con las necesidades metabólicas de crecimiento de los microorganismos, se puede dividir en fermentadores aeróbicos y fermentadores anaeróbicos. Los fermentadores aeróbicos son adecuados para la fermentación de enzimas, levaduras, antibióticos, aminoácidos, vitaminas y otros productos, que requieren una fuerte ventilación y agitación para aumentar el coeficiente de transferencia de masa de oxígeno en el caldo de fermentación y satisfacer las necesidades de oxígeno de los microorganismos. Por ejemplo, en la producción de antibióticos, la fermentación de la penicilina depende de fermentadores aeróbicos, que garantizan el buen crecimiento de la penicilina y la síntesis eficiente de la penicilina mediante la entrada continua de aire estéril y la mezcla. El fermentador anaeróbico es adecuado para la fermentación de alcohol, cerveza, ácido láctico y otros productos, porque su proceso de fermentación no requiere ventilación, y la estructura del equipo es relativamente simple. Al igual que los procesos cerveceros tradicionales, al elaborar vino, se utilizan fermentadores anaeróbicos para crear un ambiente anaeróbico para las levaduras para que conviertan la glucosa en alcohol.
De acuerdo con las características del equipo del fermentador, también se puede dividir en fermentador de ventilación por agitación mecánica y fermentador de ventilación por agitación no mecánica. El fermentador de ventilación por agitación mecánica mezcla completamente las tres fases de gas, sólido y líquido en el tanque a través de un dispositivo de agitación, incluyendo un fermentador circular (como el fermentador wu, el fermentador venturi) y un fermentador ventilado no circular, un fermentador de autoabsorbente, etc. Los fermentadores de agitación y ventilación no mecánicos utilizan el tipo de extracción de gas, el tipo de extracción de líquido y otros métodos para lograr la mezcla en tres fases, como el tipo de extracción de gas circulante, el tipo de fermentación de extracción de líquido, así como el tipo de tubo de drenaje no circulante y el tipo de fermentación a chorro. Entre ellos, el tanque de mezcla de maquinaria de ventilación se ha convertido en un equipo en el proceso de fermentación debido a sus buenos efectos de mezcla y transferencia de masa.
Elementos de selección del fermentador
Al elegir un fermentador microbiano, hay que tener en cuenta muchos factores de manera integral. El primero es el requisito del proceso de fermentación, los diferentes productos de fermentación y microorganismos tienen requisitos específicos para la temperatura, el ph, el oxígeno disuelto, la velocidad de agitación y otras condiciones. Por ejemplo, al producir yogur, la fermentación por bacterias lácticas debe llevarse a cabo a una temperatura específica (generalmente 40 - 45 ° c) y en un ambiente anaeróbico, por lo que se debe seleccionar un fermentador que pueda controlar con precisión la temperatura y tenga un buen rendimiento de sellado. En segundo lugar, la escala de fermentación también es crítica. La fermentación a pequeña escala en el laboratorio suele seleccionar pequeños Fermentadores con un volumen completo de entre 2 y 500 litros, lo que facilita la operación y el control preciso de las condiciones experimentales; El volumen del fermentador piloto generalmente aumenta de 500 a 5000 litros; Por su parte, la producción industrial a gran escala utilizará grandes Fermentadores con un volumen total de más de 5.000 litros. Además, el costo del equipo y el costo de funcionamiento también son consideraciones importantes, incluidos el precio de compra del fermentador, el costo de mantenimiento, el consumo de energía, etc. Por ejemplo, algunos fermentadores que utilizan sistemas avanzados de control automatizado, aunque el costo de compra es alto, pueden controlar con precisión el proceso de fermentación, mejorar la eficiencia de la fermentación y reducir los costos de operación a largo plazo.
Escenarios de aplicación del fermentador
Los fermentadores microbianos son ampliamente utilizados en muchas industrias. En la industria de alimentos y bebidas, la producción de yogur, cerveza, condimentos, etc. no puede separarse del desarrollo de latas de levadura. El fermentador de yogur permite que las bacterias lácticas fermenten la leche controlando con precisión la temperatura y el tiempo, produciendo sabor y textura. En el campo de la biomedicina, los fermentadores se utilizan para producir productos de alto valor agregado como anticuerpos, vacunas y preparaciones enzimáticas. Por ejemplo, las bacterias de ingeniería que producen insulina se cultivan a gran escala en fermentadores y, después de un complejo proceso de fermentación, se extraen insulina de alta pureza para el tratamiento de la diabetes. En el campo de la protección del medio ambiente, los fermentadores de estiércol, los fermentadores de estiércol, etc., pueden convertir los residuos orgánicos en fertilizantes orgánicos o bioenergía. Una gran granja utiliza fermentadores de estiércol para fermentar los estiércol de ganado y aves de corral y convertirlos en fertilizantes orgánicos para las tierras de cultivo, lo que no sólo resuelve el problema de la contaminación ambiental, sino que también realiza el reciclaje de recursos.
Su selección debe considerarse de manera integral de acuerdo con sus características de tipo, combinadas con los requisitos específicos del proceso, la escala de fermentación y el costo, mientras que los diferentes tipos de fermentadores juegan un papel insustituible e importante en muchos campos, como alimentos, medicina y protección del medio ambiente, promoviendo el desarrollo y el progreso de las industrias relacionadas.