Qual é a pressão do ar no fermentador biológico?

Faixa convencional da pressão do ar no fermentador biológico

No processo de fermentação biológica industrial, a definição da pressão do ar está diretamente relacionada ao nível de oxigênio dissolvido e à eficiência metabólica dos microrganismos. Em geral, a pressão de entrada de ar no fermentador é mantida em0,1 MPa até 0. 4 MPaEntre esses valores. Essa faixa de pressão é capaz de superar as perdas de carga estática do filtro de ar, das válvulas da tubulação e da coluna do caldo de fermentação, garantindo a distribuição uniforme do ar esterilizado até o fundo do fermentador.

Fatores-chave que influenciam a configuração da pressão do ar

Na prática, o valor específico da pressão do ar não é fixo; ao contrário, deve ser ajustado dinamicamente em função dos seguintes fatores:

• Relação altura-diâmetro do fermentador e nível do líquidoQuanto maior for o corpo do tanque, maior será a pressão estática da coluna de líquido, e mais elevada será a pressão de admissão de ar necessária.
• Tipo de distribuidor de ar: Quando se utilizam cabeçotes de aeração por microporos ou tubos anulares de orifício único, as respectivas perdas de carga próprias são distintas, o que afeta diretamente a pressão de admissão de ar necessária.
• Propriedades físico-químicas do caldo de fermentaçãoÀ medida que a fermentação avança, a concentração celular aumenta, a viscosidade do meio de fermentação eleva-se e a resistência à ascensão das bolhas se intensifica; nesse caso, pode ser necessário elevar adequadamente a pressão do ar para manter o teor de oxigênio dissolvido.
• Perda de carga do filtro esterilizanteAntes de entrar no fermentador, o ar deve ser submetido a um rigoroso processo de filtragem esterilizante; a perda de carga inicial do elemento filtrante e a queda de pressão após o uso devem ser consideradas na demanda total de pressão.

Aplicação central do compressor de ar no sistema de fornecimento de ar para fermentação

O compressor de ar é a fonte de energia do sistema de fornecimento de ar do fermentador, e o seu desempenho determina diretamente a estabilidade da pressão do ar e a qualidade do ar. No domínio da fermentação biológica, a aplicação de compressores de ar apresenta as seguintes características:

• Tecnologia de compressão sem óleoPara evitar que partículas de óleo lubrificante contaminem o caldo de fermentação, causando intoxicação microbiana ou comprometendo a pureza do produto, costuma‑se optar por compressores de ar isentos de óleo.
• Sistema de pós-processamento aperfeiçoadoO ar comprimido deve passar por um resfriador, um secador e filtros de alta precisão em múltiplos estágios, a fim de remover a umidade, o óleo e as partículas, garantindo que o ar que entra no fermentador atenda aos padrões de esterilidade e secura.
• Controle de frequência variável de pressão constanteA demanda por vazão de ar varia significativamente nas diferentes fases da fermentação. O compressor de ar com controle por inversor de frequência consegue ajustar automaticamente a velocidade com base na realimentação da pressão da rede, garantindo a estabilidade da pressão do ar e reduzindo de forma expressiva o consumo de energia.

Diagnóstico e manutenção de anomalias na pressão do ar

Durante a operação de fermentação, as flutuações da pressão do ar podem provocar anomalias na oxigenação do meio, afetando assim o rendimento. As principais anomalias de pressão e as direções de diagnóstico incluem:

• Pressão de admissão abaixo do normal: Foco na verificação se a vazão de ar comprimido do compressor está abaixo do especificado, se há vazamentos na rede de distribuição de ar e se o filtro esterilizante apresenta obstrução grave devido ao acúmulo de água ou de impurezas.
• A pressão no interior do tanque está elevadaGeralmente, isso ocorre devido à abertura insuficiente da válvula de exaustão, ao entupimento da tubulação de escape ou ao acúmulo de condensado nos gases de escape, o que dificulta a evacuação dos mesmos; é necessário limpar oportunamente a linha de escape e calibrar o sensor de pressão.