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 bestimmend für alle biologischen Prozesse. Sie können gezielt isoliert und konditioniert werden um Substanzen zu verändern. Sogar anorganische Stoffe können auf diese Weise verändert werden; beispielsweise bei der Aufbereitung metallischer Erze und seltener 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.
Das amixon® Mischwerk homogenisiert die Güter besonders schonend. Die rheologischen Eigenschaften oder Feststoffgehalte können stark variieren: flüssig, hochviskos oder zähplastisch, strukturviskos, dilatant oder thixotrop, pulvrig oder suspendiert
Frage eines Kunden: Manchmal sind die Fermentationsresultate hochviskos, schlecht fließend und reagieren empfindlich auf Druck und Scherung. Dann lassen sie sich schlecht mischen und es ist schwierig sie auszutragen. Gibt es für solche hochviskosen Güter geeignete Fermenter?
Antwort von amixon®: Ja, die gibt es als amixon® Konus-Fermenter in vertikaler Bauweise. Im Inneren rotiert langsam ein konvex ausgeführtes Wendelmischsystem. Diese Bauart ist für nahezu alle rheologischen Konsistenzen verwendbar; niederviskos, hochviskos, halbfeste plastische Massen.
Der hier dargestellte 20 m³ Fermenter verfügt über eine automatisch arbeitende Reinigungs- und Sterilisationsausrüstung. Er verarbeitet hochviskose Massen.
Die schonende Homogenisierung wird mit einem Wendelmischwerkzeug (a) durchgeführt. Zwischen den Wendeln sind wahlweise flexible Abstreifwerkzeuge (b) installiert. Im Falle der Mischfunktion erfolgt die Förderung der Güter aufwärts. Zum Austragen dreht das Mischwerk entgegengesetzt und fördert die fermentierten Güter abwärts in ein konisch gestaltetes Dosiersystem (c). Damit kann der Austragsmassenstrom hochgenau (kontinuierlich) dosierend ausgetragen werden.
Beide Werkzeuge, das Wendelmischwerkzeug und das horizontal gelagerte Austragssystem, sind nur einseitig gelagert und angetrieben. Sie sind hygienisch gestaltet und mikrobiologisch reinigbar. Auf Wunsch kann die Auslegung so erfolgen, dass die Austragung gegen ein differierendes Druckniveau (Überdruck oder Vakuum) stattfindet. Das Gesamtsystem ruht auf Wägezellen.
Erfahren Sie mehr zum Thema „Wägezellen und Verwiegung der Mischgüter"!
Unterhalb des Mischraumes ist eine Austragsschnecke mit progressiver Steigung installiert. Die konische Bauform stellt sicher, dass der Inhalt des gesamten Reaktors agitiert, gemischt und ausgetragen werden kann. Die Austragstelle ist klein. Hier kann bequem eine Formmaschine, eine Pumpe oder eine pneumatische Förderung angeschlossen werden. Die Austragung kann sogar gegen Druckdifferenzen stattfinden.
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