Tujuan utama dari pengolahan udara fermentasi
Dalam industri fermentasi aerobik, pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisme memerlukan konsumsi oksigen yang sangat besar. Karena udara di lingkungan alami mengandung debu, uap air, minyak, serta berbagai jenis kontaminan mikroba, jika udara tersebut langsung dialirkan ke dalam tangki fermentasi, maka sangat mudah terjadi kontaminasi oleh mikroba pencemar, yang dapat menyebabkan kegagalan fermentasi atau penurunan kualitas produk. Oleh karena itu, udara yang masuk ke sistem fermentasi harus menjalani proses pemurnian fisik dan kimia yang ketat untuk memenuhi persyaratan proses.
Persyaratan desinfeksi dan penyaringan
Kemandulan merupakan prioritas utama dalam pengolahan udara untuk fermentasi. Sterilisasi udara umumnya dilakukan dengan metode filtrasi menggunakan media, di mana sistem filtrasi bertingkat secara bertahap menangkap mikroorganisme.
- Pra-filtrasi awal: Terutama digunakan untuk menangkap partikel debu berukuran besar, tetesan air, dan tetesan minyak di udara, sekaligus melindungi filter presisi di tahap selanjutnya dan memperpanjang umur pakainya.
- Penyaringan steril pada tahap akhir: Biasanya digunakan elemen filter mikropori dengan ukuran pori yang sangat kecil atau elemen filter logam sinter, untuk memastikan bahwa udara yang masuk ke dalam tangki fermentasi benar-benar steril, dengan tingkat retensi yang harus memenuhi standar yang sangat tinggi.
Selain pengendalian air serta suhu dan kelembapan
Setelah udara dikompresi oleh kompresor, kelembapan relatifnya akan meningkat secara signifikan, sehingga pada saat didinginkan sangat mudah terbentuk tetesan air cair. Kandungan air dapat menyebabkan elemen filter sterilisasi menjadi lembap; hal ini tidak hanya meningkatkan hambatan aliran udara, tetapi juga merusak struktur bahan filter, sehingga efektivitas sterilisasi menjadi hilang.
- Pendinginan dan penghilangan airUdara bertekanan bersuhu tinggi harus didinginkan melalui pendingin, kemudian melalui pemisah uap‑air untuk menghilangkan air dalam bentuk cair yang bebas.
- Pemanasan dan pengurangan kelembapanUap jenuh yang telah dikeringkan perlu dipanaskan kembali untuk menurunkan kelembapan relatifnya, sehingga udara yang memasuki filter terminal berada dalam keadaan kering.
Persyaratan penghilangan minyak dan tingkat kebersihan
Kandungan minyak di udara tidak hanya dapat menyumbat pori-pori mikro pada filter dan meningkatkan konsumsi energi, tetapi juga berpotensi bersifat toksik terhadap beberapa mikroorganisme yang sensitif, sehingga mengganggu jalur metabolisme.
- Kontrol dari hulu: Jika memungkinkan, di bengkel fermentasi sebaiknya diprioritaskan penggunaan kompresor udara bebas minyak untuk mencegah kontaminasi minyak sejak sumbernya.
- Penghilangan minyak secara mendalam: Jika menggunakan kompresor udara sekrup berinjeksi oli, pada bagian hulu jaringan pipa wajib dipasang filter penghilang minyak yang efisien serta unit adsorpsi berbahan karbon aktif, guna memastikan kadar minyak dalam udara diturunkan hingga tingkat yang sangat rendah.
Stabilitas tekanan dan aliran
Proses fermentasi memerlukan kadar oksigen terlarut yang tinggi, dan stabilitas pasokan udara berperan langsung terhadap tingkat oksigen terlarut di dalam tangki fermentasi.
- Pencocokan tekananTekanan pasokan gas harus mampu mengatasi tekanan hidrostatis permukaan cairan dalam tangki fermentasi, hambatan aliran di pipa, serta penurunan tekanan pada filter, sehingga memastikan tekanan positif tetap terjaga di dalam tangki dan mencegah masuknya udara dari luar.
- Lalu lintas tetap stabilDesain jaringan pipa harus dirancang secara rasional untuk menghindari fluktuasi tekanan yang signifikan. Sistem harus dilengkapi dengan perangkat stabilisasi tekanan dan katup pengatur aliran, serta melakukan pengaturan yang presisi sesuai dengan kebutuhan oksigen pada setiap tahap fermentasi.