Dieses Ferment verfestigt sich im Fermenter-Reaktor zu einer plastischen Masse. Hier entstehen sogar viele Gaseinschlüsse. Entstehende Gase können wirkungsvoll aus der Masse entfernt werden, weil der amixon® Fermenter vakuumfest gefertigt ist. Die Entgasung geschieht bei extrem schonender Vermischung.
Fermentation im amixon® Fermenter Reaktor
Mikroorganismen und Enzyme sind für alle biologischen Prozesse entscheidend. Sie können gezielt isoliert und konditioniert werden, um Stoffe zu verändern. Auch anorganische Stoffe können auf diese Weise verändert werden, zum Beispiel bei der Aufbereitung von Metallerzen und Seltenen Erden.
Bakterien, Pilze und Enzyme helfen Medikamente, wie beispielsweise Penicillin, zu produzieren. Durch Fermentation wird Stärke modifiziert, Nahrungsmittel werden haltbar gemacht, umweltfreundliche Kunststoffe polymerisiert, seltene Erden aufgereinigt, Alkohol, Biogas, Käse, Joghurt, Hefe, Backteige oder Essig produziert. Tee, Kaffee und Tabak werden durch Fermentation veredelt. Darüber hinaus werden im Fermenter biologische Abfälle vergoren und geklärt. Die Anzahl der Beispiele könnte beliebig fortgesetzt werden.
Normalerweise finden Fermentationsprozesse in wässriger Nährlösung statt. Um eine vollständige Stoffumsetzung sicherzustellen, werden im Fermentationsgefäß Rührwerke installiert. Die können die Form eines Propellers, eines Ankers oder einer Wendel aufweisen. Die Anforderungen an ein solches Rührwerk lauten im Allgemeinen:
- geringe Investitionskosten
- kleine Bauform
- hygienische Bauweise und Installation
- gute Durchmischung bei geringer Energieeintragung
- geringe Scherenergie, um die Mikroorganismen nicht zu schädigen
- kurze Einschaltdauer mit dem Ziel der Energieeinsparung
Solange die Fermentationssubstrate niederviskos sind, kann ein einfaches, kleines Rührwerk eine große Masse verströmen und durchmischen. Manchmal wird der Mischprozess verbessert, indem ein Stromstörer installiert wird oder indem das Rührwerk außerhalb der Symmetrieachse installiert wird. Auch ein intermittierender, schwellender oder reversierender Betrieb kann hilfreich sein. Solange die Viskosität der Fermentationssubstrate wasserähnlich, also niedrig ist, können Rührwerke eine hinreichende Durchmischung bewerkstelligen.
Schwieriger wird es, wenn die Viskosität ansteigt, wenn sie vergleichbar wird mit Quark, Frischkäse oder Margarine. Dann müssen drei Herausforderungen gemeistert werden.
- Wie kann großvolumiges Homogenisieren stattfinden?
- Wie kann sichergestellt werden, dass die Homogenisierung schonend stattfindet?
- Wie kann die entstandene Masse sicher und dosieren ausgetragen werden?
amixon® Fermenter vermehren Mikroorganismen besonders sanft mit hoher Effizienz.
Der Fermentationsprozess kann wahlweise sehr wirkungsvoll ergänzt werden durch die Stimulation der Verfahrensparameter:
- mechanische Agitation
in Form des Auflockerns und Homogenisierens oder
in Form der Verdichtung und Knetung, - Temperatur,
- pH-Wert,
- Anwesenheit von Enzymen im Nährsubstrat,
- Druck,
- Gasatmosphäre,
- Sauerstoffzufuhr,
- …….
Der hier beschriebene Apparat ist ein Derivat unseres amixon®Konusmischers/ Reaktors.
Der amixon®-Mischer homogenisiert die Produkte besonders schonend. Die rheologischen Eigenschaften oder Feststoffgehalte können stark variieren: flüssig, hochviskos oder zähplastisch, strukturviskos, dilatant oder thixotrop, pulverförmig oder suspendiert.
Frage eines Kunden: Manchmal sind die Fermentationsergebnisse hochviskos, schlecht fließend und reagieren empfindlich auf Druck und Scherung. Sie lassen sich dann schlecht mischen und sind schwer zu entleeren. Gibt es Fermenter, die für solche hochviskosen Produkte geeignet sind?
Antwort von amixon®: Ja, es gibt sie als amixon® Konusfermenter in vertikaler Bauweise. Im Inneren rotiert langsam ein konvex/ konkav ausgebildetes Wendelmischsystem. Diese Bauform ist für nahezu alle rheologischen Konsistenzen einsetzbar; niedrigviskose, hochviskose, halbfeste plastische Massen.
Der hier abgebildete 20 m³ Fermenter ist mit einer automatischen Reinigungs- und Sterilisationseinrichtung ausgestattet. Es werden hochviskose Massen verarbeitet.
Die schonende Homogenisierung erfolgt durch ein Wendelmischwerkzeug (a). Zwischen den Wendeln sind optional flexible Abstreifwerkzeuge (b) installiert. Bei der Mischfunktion erfolgt die Produktförderung nach oben. Beim Austrag dreht sich das Mischwerkzeug in die entgegengesetzte Richtung und fördert das fermentierte Produkt nach unten in ein konisch ausgebildetes Dosiersystem (c). Damit kann der Austragsmassenstrom sehr genau (kontinuierlich) dosiert ausgetragen werden.
Beide Werkzeuge, das Wendelmischwerkzeug und das horizontal gelagerte Austragssystem, sind einseitig gelagert und angetrieben. Sie sind hygienisch ausgeführt und mikrobiologisch reinigbar. Auf Wunsch kann der Fermenter so ausgelegt werden, dass der Produktaustrag gegen ein unterschiedliches Druckniveau (Überdruck oder Vakuum) erfolgt. Optional kann das Gesamtsystem auf Wägezellen installiert werden.
Erfahren Sie mehr zum Thema „Wägezellen und Verwiegung der Mischgüter"!
Unterhalb des Mischraumes ist eine Austragsschnecke mit progressiver Steigung installiert. Die konische Bauform gewährleistet, dass der Inhalt des gesamten Reaktors gerührt, gemischt und ausgetragen werden kann. Der Austragsbereich ist klein. Eine Formmaschine, ein Extruder, eine Pumpe oder eine pneumatische Förderung können problemlos angeschlossen werden. Der Austrag kann auch gegen Druckdifferenzen erfolgen.
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