مرشح مسحوق معدني متكلس لتوزيع غاز التخمير

المزايا الأساسية: لماذا يصبح خيارًا لا يمكن الاستغناء عنه

مرشحات المسحوق المعدنية الملبدة عبارة عن مكونات ترشيح مسامية مصنوعة من مساحيق معدنية مثل التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ، من خلال ضغط القالب والتلبيد بدرجة حرارة عالية. عند استخدامها كوحدة نشر أساسية لموزع الغاز، تنعكس قيمتها في عدة جوانب لا يمكن الاستغناء عنها:

· أولاً، إنه يدمج تشتيت الغاز والترشيح المعقم في عملية واحدة

هذه هي ميزتها الأساسية. في التخمير البيولوجي، وخاصة في التخمير الصيدلاني والغذائي، يجب أن يكون الهواء الذي يتم إدخاله إلى الخزان معقمًا تمامًا. تتطلب الأنظمة التقليدية في كثير من الأحيان مرشح تعقيم منفصلًا متسلسلًا مع رأس التهوية، بينما يمكن لمرشح المسحوق المعدني الملبد التحكم بدقة في أحجام المسام في نطاق من 1 إلى 80 ميكرومتر. عندما يتم تصميم حجم المسام ليكون 1-3 ميكرومتر (محاصرة البكتيريا بشكل فعال)، فإنه يمكن في نفس الوقت كسر الغاز إلى فقاعات دقيقة وإجراء ترشيح التعقيم النهائي. وهذا يبسط النظام ويزيل تمامًا خطر التلوث الميكروبي في المرحلة النهائية.

· ثانياً، إنها توفر كفاءة ممتازة في نقل الكتلة واستقرار العملية

يولد هيكلها المسامي الموحد ثلاثي الأبعاد عددًا كبيرًا من الفقاعات الدقيقة ذات الحجم الموحد. وقد أظهرت العديد من الدراسات أن هذا يزيد بشكل كبير من منطقة الاتصال بالغاز والسائل ويعزز معدل نقل كتلة الأكسجين. على سبيل المثال، باستخدام أنبوب معدني متكلس بحجم مسام يتراوح من 20 إلى 25 ميكرومتر كموزع في مفاعل النقل الجوي، يمكن أن يصل معامل نقل كتلة الأكسجين الحجمي (KLa) إلى مستوى عالٍ يبلغ 0.29 ثانية⁻¹ في ظل ظروف محسنة، متفوقًا على الفوهات التقليدية ذات الفتحة الواحدة. علاوة على ذلك، فإن قوتها العالية المتأصلة تضمن عدم تشوه المسام تحت التشغيل طويل الأمد وتقلبات الضغط، مما يضمن استقرار الأداء على المدى الطويل.

· وأخيرا، فإنه يلبي المتطلبات الهندسية الصارمة للتخمير البيولوجي

تتطلب عملية التخمير تعقيمًا دوريًا بالبخار بدرجة حرارة عالية (CIP/SIP)، وقد يكون التركيب المعقد لوسط الاستزراع مسببًا للتآكل. ترث مواد المسحوق المعدنية الملبدة خصائص مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل للمادة الأساسية. على سبيل المثال، يمكن استخدام عناصر مرشح التيتانيوم عند درجات حرارة تتراوح بين 500-600 درجة مئوية في الهواء ويمكنها تحمل مختلف الوسائط الحمضية والقلوية. وفي الوقت نفسه، فهي تتمتع بقوة ميكانيكية عالية ويمكن قطعها ولحامها، مما يجعلها سهلة الاندماج في هياكل التوزيع المختلفة.

ممارسات العملاء الروس

أحد عملائنا هو شركة كبيرة للتكنولوجيا الحيوية من منطقة الأورال في روسيا. شركتهم مكرسة للإنتاج الصناعي للسكريات الميكروبية عالية القيمة باستخدام منتجات المعالجة الزراعية الثانوية (مثل مياه الصرف الصحي النشا). تتميز عملية التخمير هذه بلزوجة متوسطة عالية، وحساسية شديدة للتحكم في الأكسجين المذاب، ومتطلبات عقم صارمة. عانى نظام توزيع الغاز الحالي من التوزيع غير المتكافئ للفقاعات، والانسداد المتكرر، ومتطلبات الصيانة العالية، مما يحد بشدة من تحسين الإنتاج واستقرار الإنتاج.

بعد إجراء تقييم شامل لاختناقات العمليات الخاصة بهم، قمنا بتخصيص حل لهم: جهاز إطلاق غاز صغير متعدد الأنابيب مصنوع من مادة ملبدة بمسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L. يوفر هذا التصميم المزايا الرئيسية التالية:

· التحكم الدقيق في الفتحة

من خلال التحكم في دقة الترشيح إلى 5-10 ميكرومتر، يتم ضمان أن تكون الفقاعات الناتجة صغيرة وموحدة، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة ذوبان الأكسجين في الأنظمة عالية اللزوجة.

· الهيكل الملحوم بشكل عام

تستخدم جميع الواجهات اللحام المحمي بالغاز الخامل لضمان عدم وجود مساحات ميتة متبقية، مما يلبي بشكل كامل المتطلبات الصحية للتعقيم بالبخار في الخط (SIP) ويزيل خطر التلوث البكتيري.

· المعالجة الأمثل للسطح

سطح الموزع مصقول خصيصًا، مما يجعله ناعمًا وأقل عرضة لتراكم المواد. وهذا يقلل بشكل فعال من التصاق المواد اللزجة مثل السكريات، مما يسهل التنظيف عبر الإنترنت وتمديد دورات الصيانة.

منذ بدء تشغيله، ظل هذا المشروع يعمل بشكل مستقر لأكثر من عامين. تشير تعليقات العملاء إلى أن النظام الجديد لم يؤد فقط إلى زيادة متوسط ​​إنتاج منتج التخمير المستهدف بنسبة 15% تقريبًا، ولكنه أدى أيضًا إلى تقليل وقت التوقف غير المخطط له بسبب فشل نظام توزيع الغاز إلى الصفر، مما حقق تحسينات كبيرة في كل من الكفاءة الاقتصادية وموثوقية الإنتاج. لقد أصبح هذا التعاون الناجح نموذجًا لخدماتنا التقنية في قطاع التصنيع الحيوي في روسيا ودول رابطة الدول المستقلة.

دليل الشراء

· تحديد الوظائف الأساسية بوضوح

الهدف الأساسي هو إما الترشيح المعقم أو توزيع الغاز بشكل موحد.

للترشيح المعقم: مطلوب دقة عالية للغاية (0.1-1 ميكرومتر).

لتوزيع الغاز بشكل موحد: يمكن تخفيف متطلبات الدقة (1-100 ميكرومتر)، مع مزيد من التركيز على توحيد المسام.

· اختر المادة

الفولاذ المقاوم للصدأ 316/316L: اقتصادي ومتعدد الاستخدامات، ومقاوم للتآكل العام.

Hastelloy/Titanium: مناسب للبيئات شديدة التآكل مثل الأحماض القوية والهاليدات.

· تحديد المعالم الرئيسية.

تعد دقة الترشيح أو حجم المسام، ومعدل تدفق الهواء/انخفاض الضغط، وضغط التشغيل من المعالم الرئيسية.

غالبًا ما تحتاج الدقة ومعدل تدفق الهواء إلى الموازنة، ويجب تحديدهما بناءً على متطلبات العملية وبيانات المورد.

خاتمة

يمثل تطبيق مرشح المسحوق المعدني الملبد في موزعات غاز التخمير البيولوجي مزيجًا مثاليًا من علوم المواد الحديثة والعمليات البيولوجية التقليدية. بدءًا من نقطة حرجة في العملية، فإنه يوفر ضمانًا قويًا للتطوير الآمن والفعال وعالي الجودة لصناعة التصنيع الحيوي العالمية بموثوقيتها الاستثنائية ووظائفها الدقيقة وقدرات التخصيص الشاملة. باعتبارنا لاعبًا متخصصًا في هذا المجال، سنواصل السعي لتحقيق هدفنا المتمثل في أن نصبح خبراء في مواد الترشيح المعدنية الملبدة، ونعمل جنبًا إلى جنب مع شركائنا العالميين لمواجهة تحديات العمليات الأكثر تعقيدًا وخلق مستقبل جديد للتصنيع الحيوي.