Uporabe stisnjenega zraka v industrijski proizvodnji kvasa: Ključna vloga zanesljivih in energetsko učinkovitih rešitev za puhala in stisnjen zrak
Številni procesi v industrijski proizvodnji kvasa zahtevajo uporabo nizkotlačnega ali stisnjenega zraka. Eden najpomembnejših procesov je fermentacija v velikem obsegu (proces gojenja). Pri tem postopku morajo puhala zanesljivo prezračevati in mešati mešanico kvasovk, da dosežejo optimalne donose. Prezračevanje lahko predstavlja do 50 % celotne porabe energije v tovarni kvasa. Zato sta zanesljivost in energetska učinkovitost puhal ključnega pomena za ohranjanje čim nižjih proizvodnih stroškov na tono kvasa. V tem prispevku predstavljamo tipične načine uporabe nizkotlačnega in stisnjenega zraka v proizvodnji kvasa ter prikazujemo, kako napredne rešitve podjetja KAESER izpolnjujejo te zahteve.
Tipične uporabe stisnjenega zraka v proizvodnji kvasa
Inteligentne rešitve s stisnjenim zrakom KAESER v uporabi pri industrijski proizvodnji kvasa
Prenos
Podrobna shema postopka
Stisnjen zrak v industrijski proizvodnji kvasa
Fermentacija v velikem obsegu
Fermentacija v velikem obsegu (aerobna kultivacija) je ključni proces pri proizvodnji kvasa, ki se uporablja npr. v prehrambeni industriji za peko kruha. Od matične kulture do komercialne fermentacije je nizkotlačni zrak nujen skozi celoten proces rasti celic v velikih fermentacijskih posodah.
Puhala prezračujejo in mešajo kvasno mešanico v fermentorjih. Z zračenjem se kvasne celice oskrbujejo s kisikom, mešanje pa zagotavlja homogene pogoje in izboljšuje transport snovi. Kvas se običajno proizvaja s postopnim dovajanjem.
To pomeni, da se po začetni fazi zagona substrat neprekinjeno dovaja v bioreaktor, da se na začetku prepreči zelo visoka koncentracija sladkorja.
Pretirano visoke koncentracije sladkorja bi zavirale rast kvasnih celic. Prostornina vsebine bioreaktorja se z dodajanjem substrata nenehno povečuje. Za zagotovitev dosledne oskrbe s kisikom se mora puhalni sistem prilagoditi nenehno spreminjajočim se razmeram, tj. povečati tlak, da kompenzira večjo prostornino, in povečati hitrost dovajanja, da zagotovi zadostno količino kisika za oskrbo naraščajočega števila kvasnih celic. Cilj fermentacije je ohraniti kvasne celice v fazi eksponentne rasti. Nadzor procesa fermentacije z optimalno oskrbo s substratom in s tem povezanim prezračevanjem je bistvenega pomena za doseganje optimalnih rezultatov pridelave kvasa.
Predvsem se mora puhalo takoj prilagoditi nenehno spreminjajočim se procesnim parametrom. Če prezračevanja ni dovolj ali ga je preveč, se lahko izdelek pokvari, odstranjevanje pokvarjene serije, čiščenje fermentacijskih rezervoarjev in nadaljevanje proizvodnega procesa pa so lahko zamudni, porabljajo veliko virov in energije.
Zahteve po prezračevanju v obsežnem fermentacijskem procesu so običajno eden največjih porabnikov energije v biotehnološkem proizvodnem obratu, saj predstavljajo do 50 % celotne porabe energije v obratu. Zanesljiva in učinkovita oskrba z nizkotlačnim zrakom zato ni ključnega pomena le za uspeh aerobnega procesa, temveč tudi za skupno porabo energije prezračevalnih puhal.
Podjetje KAESER tesno sodeluje s svojimi strankami, da bi zagotovil visokozmogljive puhalne sisteme za optimalne rezultate aerobne fermentacije, maksimalno učinkovitost in nizko porabo energije. Za doseganje vrhunske zmogljivosti z večpuhalno postajo je mogoče integrirati enoto SIGMA AIR MANAGER 4.0, ki dinamično prilagaja delovanje puhala glede na količine dovajanega zraka in potrebe po tlaku v realnem času, da se ves čas zagotavlja optimalna proizvodnja nizkotlačnega zraka.
Več o rešitvah KAESER za fermentacijo v velikem obsegu:
Končna obdelava kvasa
Zelo čist instrumentalni zrak, ki zahteva tipičen tlak 6–7 bar (g), je bistvenega pomena za krmiljenje ventilov in delovanje pnevmatskih naprav v industrijskem obratu za proizvodnjo kvasa. Predvsem je potreben za številne končne korake obdelave:
-
Delovanje sušilnih naprav
Zaradi svoje preprostosti in učinkovitosti pri odstranjevanju vlage se ventilatorji pogosto uporabljajo v procesu sušenja za proizvodnjo suhega kvasa. Vendar pa obstajajo alternativne metode sušenja, ki uporabljajo stisnjen zrak in ponujajo boljšo učinkovitost sušenja ter kakovost izdelka, kot je
sušenje v fluidiziranem sloju; pri tej metodi se stisnjen zrak uporablja za utekočinjanje delcev kvasa in zagotavljanje enakomernega sušenja. Dosleden pretok zraka je ključnega pomena za vzdrževanje enakomernih pogojev sušenja in optimalnih temperatur sušenja, s čimer se izboljša splošna učinkovitost procesa sušenja.
sušenje z razprševanjem; ta metoda zahteva stisnjen zrak za atomizacijo kvasne kreme v drobne kapljice. Čist in suh stisnjen zrak je ključnega pomena za učinkovito sušenje in enakomerno velikost kapljic, kar prispeva h kakovosti končnega izdelka.
-
Sistemi za transport kvasa
Vakuumski transport se uporablja po sušenju kvasa, da se posušen kvas nežno in učinkovito prenese iz sušilnice v embalažo, ne da bi se pri tem ogrozila njegova celovitost. Ta vrsta pnevmatskega transporta v fazi redčenja zahteva stisnjen zrak pri visoki hitrosti in nizkem tlaku za učinkovit transport kvasa. Za optimalno delovanje mora biti stisnjen zrak brez vlage in olja, da se preprečijo motnje v pretoku materiala in učinkovitosti sistema ter kontaminacija.
Kot pri vseh načinih uporabe kompresorjev in puhal v industrijski proizvodnji kvasa je čist in suh stisnjen zrak bistvenega pomena za izpolnjevanje visokih zahtev glede čistosti zraka v proizvodnji hrane. V tesnem sodelovanju s proizvajalci procesnih naprav in z uporabo ustreznih standardov, kot je ISO 8573-1, podjetje KAESER ponuja rešitve za puhala in sisteme stisnjenega zraka po meri, ki zanesljivo in učinkovito izpolnjujejo stroge standarde kakovosti zraka za industrijsko dodelavo kvasa.
Več o rešitvah KAESER za končno obdelavo kvasa:
Pakiranje kvasa
Za končno pakiranje kvasa je potreben instrumentalni zrak – od pogona pnevmatskih aktuatorjev, ki poganjajo mehanske gibe pakirnih strojev, do preprečevanja kontaminacije v mehanizmih za polnjenje in zapiranje.
To lahko vključuje tudi pogon merilnikov zraka ali naprav za odpihovanje, ki se uporabljajo za odpihovanje odvečnih delcev kvasa in za vzdrževanje čistoče, na primer embalažnih materialov ali površin strojev. Takšni načini uporabe so odvisni od zanesljive oskrbe s čistim in suhim stisnjenim zrakom, da se zagotovi čistoča in prepreči kontaminacija.
Podjetje KAESER sodeluje z proizvajalci originalne opreme (OEM) in strankami pakirnih strojev, da bi našel in dobavil optimalno rešitev kompresorja ali puhala, ki je prilagojena specifičnim zahtevam pakirnih sistemov, hkrati pa izpolnjuje zahtevane razrede čistoče v skladu s standardom ISO 8573-1.
Več o rešitvah KAESER za pakiranje kvasa:
Industrijska obdelava vode
Nizkotlačni zrak – in v nekaterih primerih tudi stisnjen zrak – je ključnega pomena za čiščenje vode na kraju samem. V fazi biološkega čiščenja je na primer za prezračevanje odpadne vode potreben nizkotlačni zrak. Puhala ustvarjajo zračne tokove za prezračevalne sisteme, pri čemer nastajajo drobni zračni mehurčki, ki se vbrizgavajo v odpadno vodo.
To prezračevanje bakterijam zagotavlja kisik, potreben za razgradnjo organskih snovi.
Odpadna voda iz kvasa ima običajno visoko biološko potrebo po kisiku (BPK) zaradi visoke vsebnosti sladkorjev, beljakovin in ostankov kvasa. To pomeni, da je za podporo mikrobne aktivnosti za postopek biološke obdelave potrebna znatna količina kisika.
Zadostna oskrba s kisikom je zato ključnega pomena za ohranjanje učinkovite mikrobne aktivnosti, kar pomeni, da delovanje puhal neposredno vpliva na uspeh obdelave.
Industrijska proizvodnja kvasa porabi velike količine vode, rastline dnevno porabijo na tisoče litrov. Poleg tega je prezračevanje velik porabnik energije pri čiščenju odpadne vode. Učinkovita in energetsko učinkovita obdelava vode na kraju samem je zato bistvenega pomena ne le za trajnostno upravljanje z vodo, temveč tudi za optimizirano rabo energije. Zato postaja izbira zanesljivih in energetsko učinkovitih prezračevalnih puhal vse pomembnejša.
Podjetje KAESER ponuja rešitve za puhala po meri, ki zanesljivo in energetsko učinkovito izpolnjujejo prezračevalne zahteve za čiščenje vode na kraju samem.
Več o rešitvah KAESER za industrijsko obdelavo vode:
Stisnjeni zrak za delavnico
V delavnici tovarne kvasa je za različna opravila, npr. za delovanje pnevmatskega orodja in čiščenje komponent, potrebna zanesljiva oskrba s stisnjenim zrakom. Batni kompresorji KAESER so idealna rešitev za delavnice s prekinjeno potrebo po stisnjenem zraku.
Kompresorji so na voljo v mobilnih (serija CLASSIC in PREMIUM) in stacionarnih modelih (serija KCT in AIRBOX) ter navdušujejo s svojo prilagodljivostjo in zanesljivostjo. Vijačni kompresorji so zelo učinkovita rešitev za večje delavnice s stalno potrebo po stisnjenem zraku. Serija AIRCENTER podjetja KAESER združuje visokozmogljiv vijačni kompresor, hladilni sušilnik in rezervoar za stisnjen zrak v kompaktnem celovitem sistemu.
Zaradi tihega delovanja je sistem idealen za uporabo neposredno na delovnem mestu. Serija SXC ponuja prostorsko varčno celovito rešitev s hladilnim sušilnikom in rezervoarjem za stisnjen zrak – v robustnem polietilenskem ohišju.
Več o rešitvah KAESER za delavnico: