El objetivo fundamental del tratamiento del aire de fermentación
En la industria de la fermentación aerobia, el crecimiento y el metabolismo microbianos requieren un consumo elevado de oxígeno. Dado que el aire ambiente contiene polvo, humedad, aceites y diversos microorganismos contaminantes, su inyección directa en el fermentador puede provocar fácilmente una contaminación por microorganismos indeseados, lo que conduce al fracaso de la fermentación o a la disminución de la calidad del producto. Por ello, es imprescindible someter el aire de entrada al sistema de fermentación a rigurosos tratamientos físicos y químicos, a fin de cumplir los requisitos del proceso.
Requisitos de desinfección y filtración
La esterilidad es el aspecto de máxima prioridad en el tratamiento del aire para la fermentación. La eliminación de microorganismos del aire suele realizarse mediante filtración con medios filtrantes, que, a través de sistemas de filtración en múltiples etapas, retienen gradualmente los microorganismos.
- Prefiltración previaSe utiliza principalmente para retener partículas gruesas de polvo, gotas de agua y de aceite presentes en el aire, protegiendo los filtros de precisión posteriores y prolongando su vida útil.
- Filtración de desinfección en el punto final: Por lo general, se utilizan cartuchos de filtración microporosa con poros de diámetro extremadamente pequeño o filtros sinterizados metálicos, garantizando que el aire que ingresa al fermentador alcance un estado absolutamente estéril, con una tasa de retención que debe cumplir requisitos de alta exigencia.
Excluyendo el agua y el control de la temperatura y la humedad
Tras la compresión del aire en el compresor, su humedad relativa aumenta notablemente y, al enfriarse, es muy fácil que se condense agua líquida. La presencia de humedad puede provocar la humectación del filtro esterilizante; ello no solo incrementa la resistencia a la circulación del aire, sino que también deteriora la estructura del material filtrante, lo que conduce a la pérdida de eficacia del proceso de esterilización.
- Refrigeración y deshidrataciónEl aire comprimido a alta temperatura debe pasar por un enfriador para reducir su temperatura y, posteriormente, por un separador de agua para eliminar el agua líquida libre.
- Calentamiento y deshumidificaciónEl aire saturado, una vez deshidratado, debe volver a ser calentado para reducir su humedad relativa y garantizar que, al entrar en el filtro de acabado, se encuentre en estado seco.
Requisitos de desengrase y de limpieza
Los compuestos oleosos presentes en el aire no solo pueden obstruir los microporos del filtro y aumentar el consumo energético, sino que también pueden ejercer un efecto tóxico sobre ciertos microorganismos sensibles, alterando sus vías metabólicas.
- Control en la fuente: Cuando las condiciones lo permitan, en el taller de fermentación se deberá dar prioridad a los compresores de aire libres de aceite para eliminar la contaminación por aceite desde su origen.
- Desengrase profundo: En caso de utilizar un compresor de aire de tornillo con inyección de aceite, es indispensable instalar en el tramo inicial de la red de tuberías un filtro de eliminación de aceite de alta eficiencia y un equipo de adsorción por carbón activado, a fin de garantizar que el contenido de aceite en el aire se reduzca a niveles extremadamente bajos.
Estabilidad de la presión y del caudal
El proceso de fermentación requiere un nivel elevado de oxígeno disuelto, y la estabilidad del suministro de aire está directamente relacionada con el nivel de oxígeno disuelto en el fermentador.
- Ajuste de presiónLa presión de suministro de gas debe superar la presión hidrostática del nivel del líquido en el fermentador, la resistencia de las tuberías y la caída de presión del filtro, garantizando que se mantenga una presión positiva en el interior del tanque para evitar la entrada de aire del entorno exterior.
- El tráfico se mantiene estableEl diseño de la red de tuberías debe ser racional para evitar fluctuaciones bruscas de presión. El sistema deberá estar equipado con dispositivos estabilizadores de presión y válvulas de regulación del caudal, que permitan un control preciso en función de las necesidades de oxígeno en las distintas fases de la fermentación.