تركيب المخمر الهوائي: Construction of aerobic fermentor

1 من أصل 2

والتسخين المصدر: .Brock, et, al,

 

يسمى الوعاء الذي تجري فيه عمليات التخمر في الصناعة باسم المخمر Fermentor، وتتنوع المخمرات في الحجم، فهناك المخمر المعملي وسعته 5- 10 لتر والمخمر الصناعي الكبير والذي تصل سعته إلى 500,000 لتر (500 مترًا مكعبًا). ويتوقف حجم المخمر المستخدم على نوع العملية ذاتها والكيفية التي تتم بها. فالعمليات التي تتم بنظام الدفعات تحتاج إلى مخمرات ذات حجم اكبر مقارنة بالعمليات التي تتم بنظام التشغيل المستمر أو شبه المستمر.

ويمكن تقسيم المخمرات الصناعية إلى مجموعتين رئيسيتين: المجموعة المستخدمة للعمليات اللاهوائية والمجموعة المستخدمة للعمليات الهوائية فالخمر اللاهوائي لا يحتاج إلى تجهيزات كثيرة باستثناء التجهيزات الخاصة بإزالة الحرارة المتولدة أثناء التخمر، بينما تحتاج المخمرات الهوائية إلى تجهيزات متخصصة عديدة ونظرًا لأن أغلب عمليات التخمر تتم هوائيًا فسوف نتناول هنا بالتفصيل شرحًا لتركيب هذا النوع من المخمرات.

تصنع المخمرات الصناعية ذات الحجم الإنتاجي الكبير عادة من الصلب غير القابل للصدأ وهو على شل اسطواني كبير مقفل من القاعدة والقمة ومزود بأنابيب وصمامات. ونظرًا لأن عمليات تعقيم البيئة السائلة وإزالة الحرارة المتولدة تعتبر ذات أهمية حيوية للتشغيل الناجح فإن المخمر يزود عادة بجدار مزدوج خارجي للتبريد حيث يمرر خلاله ماء التبريد أو بخار للتسخين حسب الحاجة. وبالنسبة للمخمرات ذات الحجم الإنتاجي الكبير فإن عمليات التبادل الحراري خلال الجدار الخارجي المزدوج لا تعتبر كافية لذلك يزود المخمر بملفات (مواسير) داخلية internal coils يمر خلالها ماء التبريد أو بخار التسخين، ويعتبر نظام التهوية aeration system أحد الأجزاء المهمة- وتمثل عملية انتقال الأكسجين من الوسط الغازي إلى البيئة السائلة مشكلة كبيرة خصوصًا بالنسبة للمخمرات ذات السعة الكبيرة مما يتطلب اتخاذ احتياطات لضمان التهوية الجيدة. وغاز الأكسجين صعب الذوبان في الماء كما أن المخمرات التي تعمل لغرض التكاثر المكثف للميكروبات تحتاج إلى كميات هائلة من الأكسجين لدفعها إلى البيئة. وتستخدم وسيلتان مستقلتان لإمداد البيئة بالتهوية اللازمة. وسيلة التهوية الأولى هي موزع الهواء الدائري Sparger والوسيلة الثانية هي وسيلة التقليب والمعروفة باسم مقلبات بها سكاكين على شكل مراوح impeller.

وموزع الهواء الدائري Sparger عبارة عن قرص معدني مزود بسلسلة من الثقوب أو عبارة عن نافورة نفاثة حيث يدفع خلالها الهواء المضغوط إلى داخل المخمر. ويدخل الهواء إلى البيئة السائلة في المخمر على هيئة سلسلة م الفقاقيع الهوائية الدقيقة حيث ينتقل من خلالها الأكسجين إلى كتلة السائل بواسطة الانتشار diffusion، ووحدة توزيع الهواء الدائري الجيدة هي التي تنتج فقاعات ذات حجم صغير جدًا بحيث تضمن التوزيع السريع للهواء داخل السائل بطريقة الانتشار.