O objetivo central do tratamento do ar de fermentação
Na indústria da fermentação aeróbia, o crescimento e o metabolismo dos microrganismos exigem um consumo elevado de oxigênio. Como o ar ambiente contém poeira, umidade, óleos e diversos microrganismos contaminantes, sua introdução direta no fermentador pode facilmente provocar a contaminação por agentes indesejados, resultando em falha da fermentação ou na redução da qualidade do produto. Por conseguinte, é imprescindível submeter o ar que entra no sistema de fermentação a rigorosos processos de tratamento físico e químico, a fim de atender às exigências do processo.
Requisitos de desinfecção e filtragem
A esterilidade é a prioridade absoluta no tratamento do ar para fermentação. A desinfecção do ar costuma ser realizada por filtração em meio filtrante, utilizando sistemas de filtragem em múltiplos estágios que retêm progressivamente os microrganismos.
- Pré-filtragem frontalÉ utilizado principalmente para capturar partículas de poeira, gotas de água e gotículas de óleo presentes no ar, protegendo os filtros de precisão subsequentes e prolongando sua vida útil.
- Filtragem de esterilização na linha terminal: Normalmente, são utilizados elementos filtrantes microporosos de diâmetro de poro extremamente reduzido ou elementos filtrantes metálicos sinterizados, garantindo que o ar introduzido no fermentador atinja um estado de esterilidade absoluta, com uma taxa de retenção que deve cumprir padrões extremamente elevados.
Além da água e do controle de temperatura e umidade
Após a compressão pelo compressor de ar, a umidade relativa do ar aumenta significativamente e, ao ser resfriado, facilmente condensa em água líquida. A presença de umidade pode provocar o encharcamento do filtro esterilizante, o que não apenas eleva a resistência à passagem do ar, como também compromete a estrutura do material filtrante, resultando na perda da eficácia do processo de esterilização.
- Resfriamento e remoção de água: O ar quente comprimido deve ser resfriado em um refrigerador e, em seguida, passar por um separador de água para remover a água líquida livre.
- Aquecimento para redução da umidadeApós a remoção da água, o ar saturado deve ser novamente aquecido para reduzir sua umidade relativa, garantindo que, ao entrar no filtro final, o ar esteja em estado seco.
Requisitos de desengraxe e de limpeza
Os óleos presentes no ar não apenas obstruem os microporos dos filtros, aumentando o consumo de energia, como também podem exercer efeitos tóxicos sobre determinados microrganismos sensíveis, afetando as vias metabólicas.
- Controle na fonte: Sempre que as condições o permitirem, a sala de fermentação deve dar preferência ao uso de compressores de ar isentos de óleo, eliminando a contaminação por óleo na fonte.
- Remoção profunda de óleo: Caso se utilize um compressor de ar parafuso com injeção de óleo, é obrigatório instalar, na entrada da rede de distribuição, um filtro eficiente de remoção de óleo e um sistema de adsorção por carvão ativado, garantindo que o teor de óleo no ar comprimido seja reduzido a níveis extremamente baixos.
Estabilidade da pressão e da vazão
O processo de fermentação apresenta uma elevada demanda por oxigênio dissolvido, e a estabilidade do fornecimento de ar está diretamente relacionada ao nível de oxigênio dissolvido no fermentador.
- Ajuste de pressãoA pressão de alimentação do gás deve superar a pressão hidrostática do nível do líquido no fermentador, as perdas de carga na tubulação e a queda de pressão do filtro, garantindo a manutenção de uma pressão positiva no interior do tanque e evitando o refluxo do ar ambiente.
- O tráfego está estávelO projeto da rede de tubulações deve ser adequado, evitando flutuações acentuadas de pressão. O sistema deve ser equipado com dispositivos estabilizadores de pressão e válvulas de controle de vazão, permitindo um ajuste preciso em função das necessidades de oxigênio em cada fase da fermentação.