0.13 Các thiết bị lên men nuôi cấy chìm vi sinh ật trong các môi  (Page 6/15)

Nhờ truyền động bằng đai hình thang 12, mà động cơ 10 làm chuyển động vít với số vòng quay 280  350 vòng/phút. Để đảm bảo độ kín và độ tiệt trùng trong quá trình nuôi cấy cần bố trí vòng bít kín trên trục của cơ cấu chuyển đảo. Cơ cấu khử bọt bằng cơ học được lắp trên trục của bộ dẫn động nhờ ống rỗng. Khí thoát ra từ chất lỏng được dẫn qua ống rỗng trên. Cơ cấu này gồm bộ đĩa hình nón có gờ. Điều khiển động cơ tại chổ và điều khiển từ xa lấy tín hiệu từ bảng điều khiển.

Để khảo sát quá trình nuôi cấy vi sinh vật, trên tường thiết bị phân bổ sáu cửa quan sát 8. Thiết bị được thiết kế để hoạt động với áp lực đến 0,3 MPa.

Các bộ phận tự động dùng để điều chỉnh các thông số cơ bản của quá trình: nhiệt độ canh trường bên trong thiết bị - theo sự biến đổi tiêu hao nước lạnh trong phòng trao đổi nhiệt; lượng chất lỏng - theo sự biến đổi thoát ra của chất lỏng canh trường; nồng độ ion hydro - theo sự mở và tắt của bơm định lượng nạp kiềm hay axit; nồng độ oxy hoà tan trong môi trường theo sự biến đổi tiêu hao không khí tiệt trùng; tiêu hao môi trường dinh dưỡng - theo sự biến đổi môi trường dinh dưỡng vào thiết bị và nồng độ sinh khối - theo sự biến đổi tiêu hao môi trường dinh dưỡng.

Kết cấu của thiết bị cũng có khả năng kiểm tra tiêu hao nước lạnh, mức độ đồng hoá nitơ, nồng độ CO2 và O2, độ ẩm không khí, nhiệt độ và áp lực trong những điểm riêng biệt của thiết bị.

Thiết bị lên men này có thể hoạt động gián đoạn hay liên tục.

Khi kết thúc quá trình tiệt trùng và làm lạnh của thiết bị và của các cơ cấu phụ, thì rót đầy môi trường dinh dưỡng tiệt trùng và tiến hành cho hoạt động cơ cấu chuyển đảo để thực hiện tuần hoàn môi trường theo vòng khép kín. Nạp không khí nén một cách liên tục qua thiết bị thổi khí vào không gian giữa tường và ống tuần hoàn. Không khí cuốn hút chất lỏng thành dòng, đập vỡ ra thành bọt nhỏ và được khuấy trộn mạnh với môi trường, tạo ra hỗn hợp đồng hoá giả. Chuyển động quay của môi trường được tạo nên trong ống tuần hoàn nhờ các cánh hướng, kết quả tạo ra vùng xoáy trung tâm có hàm lượng khí cao.

Nhờ ma sát chất lỏng với phần gờ của các ống trong bộ trao đổi nhiệt mà sự chảy rối của các lớp biên được duy trì. Không khí thải được tách ra khỏi chất lỏng và được thải ra qua ống lót rỗng của thiết bị khử bọt.

Để tăng cường quá trình cần nạp môi trường dinh dưỡng vào thiết bị qua máy phun. Bơm hút chất lỏng canh trường và đẩy qua vòi phun của máy phun, cho nên mức độ phân tán của chất dinh dưỡng đạt được rất cao và tạo ra bề mặt tiếp xúc của các pha rất lớn.

Sự tuần hoàn nhiều lần của canh trường trong vòng khép kín với các bề mặt định hình tốt, bảo đảm hiệu suất cao của quá trình và bảo đảm tính đồng nhất của hỗn hợp trong không gian vòng tuần hoàn. Buồng trao đổi nhiệt bảo đảm tốt tốc độ chảy của tác nhân lạnh cao làm cho hệ số trao đổi nhiệt lớn. Bộ trao đổi nhiệt kiểu chùm ống trong ống góp cho phép tăng bề mặt đơn vị làm lạnh khoảng 10 lần lớn hơn khi truyền năng lượng qua tường thiết bị. Hệ số truyền nhiệt được tăng lên một số lần và đạt gần 3900 W/(m2K).