Quelle est la pression de l’air dans un fermenteur biologique ?

Plage conventionnelle de la pression d’air dans les cuves de fermentation biologique

Au cours des procédés de fermentation biologique industrielle, le réglage de la pression d’air influe directement sur le niveau d’oxygène dissous et sur l’efficacité métabolique des micro-organismes. En règle générale, la pression d’entrée d’air du fermenteur biologique est maintenue à…De 0,1 MPa à 0. 4 MPaEntre ces deux valeurs. Cette plage de pression permet de surmonter la perte de charge statique due au filtre à air, aux vannes de canalisation et à la colonne de liquide de fermentation, garantissant ainsi une distribution homogène d’air stérile jusqu’au fond du fermenteur.

Facteurs clés influençant le réglage de la pression d’air

Dans la pratique, la valeur précise de la pression d’air n’est pas fixe; elle doit être ajustée en fonction des facteurs suivants:

• Rapport hauteur/diamètre du fermenteur et niveau de liquide: Plus la cuve est haute, plus la pression statique de la colonne de liquide est élevée, et plus la pression d’admission d’air requise est également élevée.
• Type de diffuseur d’air: Lorsque l’on utilise des diffuseurs à microbulles ou des tuyaux annulaires à orifice unique, leurs pertes de charge propres varient et influencent directement la pression d’air requise en entrée.
• Propriétés physico-chimiques du milieu de fermentation: Au fur et à mesure de la fermentation, la concentration cellulaire augmente, la viscosité du milieu fermenté s’élève et la résistance à la montée des bulles s’accroît; il peut alors être nécessaire d’augmenter légèrement la pression d’air afin de maintenir le taux d’oxygène dissous.
• Résistance du filtre de stérilisation: L’air doit subir une filtration stérilisante rigoureuse avant d’être introduit dans le fermenteur, et la perte de charge initiale du filtre ainsi que sa perte de charge en service doivent être prises en compte dans le besoin total en pression.

Application centrale des compresseurs d’air dans les systèmes d’alimentation en air de fermentation

Le compresseur d’air constitue la source d’énergie du système d’alimentation en air des cuves de fermentation, et ses performances déterminent directement la stabilité de la pression d’air ainsi que la qualité de l’air. Dans le domaine de la fermentation biologique, l’utilisation des compresseurs d’air présente les caractéristiques suivantes:

• Technologie de compression sans huile: Afin d’éviter que des particules de lubrifiant ne contaminent le milieu de fermentation, entraînant une toxicité pour les micro-organismes ou une altération de la pureté du produit, on utilise généralement un compresseur d’air sans huile.
• Système de post-traitement perfectionnéL’air comprimé doit passer par un refroidisseur, un sécheur et une filtration de précision multicellulaire afin d’éliminer l’humidité, les huiles et les particules, garantissant que l’air introduit dans le fermenteur respecte des normes d’aseptie et de sécheresse.
• Contrôle à fréquence variable à pression constante: Les besoins en débit d’air varient considérablement selon les différentes phases de la fermentation. L’utilisation d’un compresseur à vitesse variable, qui ajuste automatiquement sa vitesse en fonction de la pression rétro‑informée sur le réseau, permet non seulement de maintenir une pression d’air stable, mais aussi de réduire sensiblement la consommation énergétique.

Dépannage et maintenance des anomalies de pression d’air

Pendant le fonctionnement de la fermentation, les fluctuations de la pression d’air peuvent entraîner des anomalies de la concentration en oxygène dissous, ce qui affecte à son tour le rendement. Les anomalies de pression courantes et les pistes de dépannage comprennent:

• La pression d’admission est trop basse: Il convient de vérifier en particulier si la débit d’air comprimé de l’unité est insuffisant, s’il existe des fuites dans le réseau de distribution d’air, et si le filtre bactériologique est sévèrement obstrué en raison de la présence d’eau stagnante ou d’impuretés.
• La pression à l’intérieur du réservoir est trop élevée.: Il s’agit généralement d’un écoulement des gaz d’échappement entravé, causé par une ouverture insuffisante de la vanne d’échappement, un colmatage de la conduite d’échappement ou une accumulation d’eau de condensation dans les gaz d’échappement; il convient de nettoyer sans délai le circuit d’échappement et d’étalonner le capteur de pression.