Tính chất dòng canh trường sau lên men- 123docz.net

Dòng canh trường sau lên men đóng vai trò như là nguyên liệu trong quá trình phân riêng bằng membrane, do đó, sự ảnh hưởng của nó đến việc hồi lưu tế bào cũng như việc thu nhận sản phẩm là khá rõ ràng. Trong đó, yếu tố quan trọng nhất là độ nhớt của canh trường. Trong quá trình lên men, vi sinh vật sinh trưởng và trao đổi chất tạo nên sinh khối cũng như các chất trao đổi, ngoài ra còn có nguồn cơ chất ban đầu mà vi sinh vật chưa sử dụng hết. Những yếu tố này làm thay đổi đáng kể độ nhớt của canh trường, mà nếu không có biện pháp hạn chế, sự vận hành MBRs có thể bị gián đoạn, do hiện tượng nghẹt bơm, nghẹt đường ống, tắc nghẽn màng nhanh chóng xảy ra. Để khắc phục vấn đề này, dù nói là phải tạo điều kiện cho vi sinh vật thực hiện quá trình sinh học, nhưng không phải quá trình này xảy ra càng mãnh liệt càng tốt, thực tế các nhà sản xuất cần phải tối ưu hóa các thông số kỹ thuật trong quá trình lên men, để giai đoạn phân riêng bởi membrane được thực hiện thuận lợi.

T. Asakura và K. Toda (1991) đã chỉ ra được nồng độ tế bào trong canh trường sau lên men có ảnh hưởng khá rõ ràng đến lưu lượng dòng nhập liệu.

Hình 2.13. Ảnh hưởng của nồng độ tế bào trong canh trường sau lên men đến lưu lượng dòng chảy.

Hình 2.14. Lưu lượng dòng chảy theo thời gian ở các giá trị nồng độ tế khác nhau.

Dòng nhập liệu khá ổn định trong suốt quá trình, mặc dù ở canh trường có nồng độ tế bào nấm men 100g/dm3, lưu lượng dòng giảm 85% so với giá trị ban đầu sau 6h vận hành.

Tại thời điểm là 6h, T. Asakura đã đưa ra phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa lưu lượng dòng (F – m3/m2.h) và nồng độ tế bào nấm men (X – kg/m3):

1.25F = 0.0719 – 0.000219X

1.25F là lưu lượng thực của dòng chảy: 0.05, 0.039, 0.028 tương ứng với nồng độ tế bào là 100, 150, 200 kg/m3.

Trở lực dòng nhập liệu chủ yếu do trở lực của lớp bánh tế bào phát triển trên bề mặt membrane, dẫn đến sự tắc các lỗ membrane do tế bào nấm men gây ra. Lưu lượng thực của dòng tăng khi nồng độ tế bào nấm men giảm, do trở lực của lớp bánh tế bào nhỏ. Sự bất ổn định của lưu lượng dòng có thể quan sát được trên nồng độ tế bào thấp nhất là 100 kg/m3 có thể là do sự tắc các lỗ membrane bởi tế bào gây ra mạnh mẽ. Khi lớp bánh tế bào mỏng, tần số tế bào lọt qua màng lọc là cao.

Những lưu lượng thực của dòng chảy từ canh trường khi nồng độ tế bào nhỏ hơn 100kg/m3 được xác định là 0.265, 0.159, 0.077 m3/m2.h tương ứng với nồng độ tế bào nấm men là 10, 30, 50 kg/m3 (hình 2.13 trên), cho thấy rằng nồng độ tế bào càng nhỏ, lưu lượng dòng chảy qua membrane càng tăng. Tuy nhiên, yêu cầu của việc hồi lưu tế bào sẽ không đạt được.

Tính chất dòng canh trường sau lên men

Mục lục