Tháng 12/2024, đội kỹ thuật hậu mãi của Greatwall Mixers hoàn tất lắp đặt và chạy thử máy khuấy cho một bể lên men axit amin tại An Huy, Trung Quốc. Máy khuấy bể lên men trong dự án này dùng ba tầng cánh, mỗi tầng một nhiệm vụ: truyền oxy ở đáy, trộn đều ở giữa, phá bọt trên cùng. Bài viết tóm tắt bài toán, cấu hình và những gì áp dụng được cho nhà máy tại Việt Nam.
Dự án của Greatwall Mixers. Ninh Đà là đại diện chính thức của hãng tại Việt Nam.
Máy khuấy bể lên men axit amin phải làm được ba việc
Axit amin như lysine, methionine hay axit glutamic được sản xuất bằng lên men vi sinh. Vi sinh vật cần oxy hòa tan liên tục, dinh dưỡng phân bố đều và nhiệt độ ổn định. Máy khuấy bể lên men là thiết bị duy nhất tạo ra cả ba điều kiện đó bên trong bể.
Sản phẩm của các nhà máy này đi vào thực phẩm, dược phẩm, thức ăn chăn nuôi và mỹ phẩm. Vì vậy ngoài hiệu suất, bể còn phải dễ vệ sinh và hạn chế hóa chất phụ trợ như chất phá bọt.
Bốn điểm nghẽn của máy khuấy bể lên men kiểu cũ
Theo mô tả của hãng, bể lên men dùng máy khuấy một tầng cánh kiểu cũ thường gặp bốn vấn đề.
| Điểm nghẽn | Hệ quả với quá trình lên men |
|---|---|
| Truyền oxy không đủ | Nuôi cấy mật độ cao thiếu oxy, tốc độ tăng trưởng giảm |
| Trộn không đều | Oxy và dinh dưỡng phân bố lệch, tốc độ lên men chậm |
| Bọt tràn thường xuyên | Tốn chất phá bọt, tăng chi phí bảo trì, có thể giảm chất lượng sản phẩm |
| Nhiệt độ không đồng đều, khó vệ sinh | Rủi ro nhiễm khuẩn, thời gian dừng giữa các mẻ kéo dài |
Điểm chung: một cánh khuấy không thể vừa phân tán khí ở đáy, vừa trộn đều ở giữa, vừa kiểm soát bọt trên mặt thoáng.
Cấu hình ba tầng cánh của Greatwall Mixers cho dự án An Huy
Greatwall Mixers giải quyết bằng cách xếp ba loại cánh khác nhau trên cùng một trục, mỗi tầng phụ trách đúng một vùng của bể.
| Tầng | Loại cánh | Nhiệm vụ |
|---|---|---|
| Đáy | Tuabin đĩa cánh parabol | Cắt nhỏ bọt khí cấp từ đáy, tăng truyền oxy và phân tán khí–lỏng |
| Giữa | Cánh bốn lá rộng, tháo rời được | Trộn đều oxy và dinh dưỡng trong toàn bể; tháo ra để vệ sinh, bảo dưỡng |
| Trên cùng | Cánh phá bọt | Phá bọt ngay tại mặt thoáng, giảm nhu cầu dùng chất phá bọt hóa học |
Cấu hình này tương tự cách hãng xử lý bể cacbonat hóa trong dự án Hồ Nam: chia nhiệm vụ cho từng tầng cánh thay vì tăng tốc độ một cánh.
Vì sao tuabin đĩa parabol đặt ở đáy
Khí cấp vào bể lên men đi lên từ đáy. Tầng cánh thấp nhất là nơi đầu tiên bọt khí gặp cánh, nên đây phải là cánh chuyên phân tán khí. Cánh parabol có bề mặt cong giữ bọt lâu hơn trước khi cắt, cho bọt nhỏ và đều, diện tích tiếp xúc khí–lỏng lớn hơn.
Với nuôi cấy mật độ cao, lượng oxy hòa tan quyết định trực tiếp năng suất. Đây là lý do hãng dành riêng tầng đáy cho nhiệm vụ này. Chi tiết cấu tạo cánh xem tại trang cánh khuấy tuabin dạng đĩa parabol.
Tầng giữa tháo rời được: bài toán vệ sinh và bảo dưỡng
Bể lên men phải vệ sinh giữa các mẻ để tránh nhiễm chéo. Cánh bốn lá rộng ở tầng giữa được thiết kế tháo rời khỏi trục, nên người vận hành làm sạch được toàn bộ bề mặt cánh và trục mà không cần tháo cả máy khuấy.
Lợi ích thực tế là rút ngắn thời gian dừng giữa mẻ và giảm rủi ro nhiễm khuẩn — hai chi phí lớn nhưng ít khi được tính vào lúc chọn máy.
Tầng phá bọt: giảm hóa chất phụ trợ
Lên men sinh bọt liên tục. Cách xử lý cũ là bơm chất phá bọt, vừa tốn chi phí vừa để lại tạp chất trong sản phẩm. Cánh phá bọt lắp ở lớp trên cùng, ngay mặt thoáng, phá bọt bằng cơ học trước khi bọt dâng lên.
Kết quả theo hãng là giảm nhu cầu dùng chất phá bọt và nâng độ tinh khiết của sản phẩm cuối. Với ngành dược và thực phẩm, đây là lợi ích về chất lượng chứ không chỉ về chi phí. Ninh Đà cung cấp loại cánh này theo cấu hình cánh khuấy khử bọt của Greatwall Mixers.
Dòng máy khuấy bể lên men dùng trong dự án: GMC
Thiết bị của dự án thuộc dòng GMC — máy khuấy truyền động bánh răng đồng trục (co-axial gear drive) của Greatwall Mixers, lắp đỉnh bể. Dòng này dùng cho bể lớn cần mô-men cao và ổn định ở tốc độ thấp, phù hợp với trục dài mang nhiều tầng cánh.
Thông số cụ thể của từng cỡ máy GMC (công suất, dải tốc độ, mô-men) phụ thuộc cấu hình; quý khách xem tại các dòng máy khuấy trộn Greatwall Mixers hoặc liên hệ Ninh Đà để nhận catalogue theo bài toán.
Áp dụng cho ngành nào tại Việt Nam
Cấu hình ba tầng cánh không giới hạn ở axit amin. Bất kỳ bể lên men hoặc bể phản ứng sinh học nào cũng gặp cùng ba việc: cấp oxy, trộn đều, kiểm soát bọt.
| Ngành | Ứng dụng điển hình |
|---|---|
| Dược phẩm và sinh học | Lên men kháng sinh, enzyme, vắc-xin; yêu cầu vệ sinh cao |
| Thực phẩm và đồ uống | Lên men bột ngọt, men bánh, axit hữu cơ |
| Thức ăn chăn nuôi | Sản xuất lysine, methionine bổ sung vào thức ăn |
| Xử lý nước thải sinh học | Bể hiếu khí cần phân tán oxy và giữ bùn lơ lửng |
Câu hỏi thường gặp
Máy khuấy bể lên men khác máy khuấy hóa chất thông thường ở điểm nào? Bể lên men cần ba việc cùng lúc: truyền oxy, trộn đều và phá bọt. Máy khuấy vì vậy dùng nhiều tầng cánh khác loại trên một trục, thay vì một cánh như khi hòa tan hóa chất.
Có nhất thiết phải dùng ba tầng cánh không? Tùy chiều cao bể và mật độ nuôi cấy. Bể thấp, mật độ thấp có thể chỉ cần hai tầng. Với nuôi cấy mật độ cao như dự án An Huy, hãng dùng đủ ba tầng để mỗi tầng chỉ làm một việc.
Cánh phá bọt có thay hoàn toàn chất phá bọt hóa học không? Theo hãng, cánh phá bọt giảm đáng kể nhu cầu dùng chất phá bọt chứ không loại bỏ hoàn toàn trong mọi trường hợp. Mức giảm phụ thuộc chủng vi sinh và môi trường nuôi cấy.
Cánh tháo rời tầng giữa có làm giảm độ bền không? Cánh tháo rời được thiết kế kèm mối ghép chịu tải; mục tiêu là vệ sinh giữa các mẻ mà không tháo cả máy. Chọn đúng cỡ theo tải trục thì độ bền không đổi.
Ninh Đà có cung cấp cấu hình này cho nhà máy tại Việt Nam không? Có. Ninh Đà là đại diện chính thức của Greatwall Mixers tại Việt Nam, tiếp nhận thông số bể và quy trình lên men của quý khách rồi làm việc với bộ phận kỹ thuật của hãng để đề xuất tổ hợp cánh.
Kết luận
Dự án An Huy cho thấy máy khuấy bể lên men tốt không nằm ở một loại cánh, mà ở cách chia nhiệm vụ cho từng tầng: truyền oxy ở đáy, trộn đều ở giữa, phá bọt trên cùng. Cách tiếp cận này áp dụng được cho dược, thực phẩm, thức ăn chăn nuôi và xử lý nước thải sinh học.
Là đại diện chính thức của Greatwall Mixers tại Việt Nam, Ninh Đà tư vấn cấu hình máy khuấy cho bể lên men theo đúng thể tích, mật độ nuôi cấy và yêu cầu vệ sinh của quý khách. Hotline: 0388 970 613 · Email: info@ninhda.com.
Cần chọn máy khuấy cho bài toán của nhà máy?
Gửi môi chất, thể tích bồn và mục tiêu khuấy để kỹ sư Ninh Đà đề xuất cấu hình và báo giá. Cần gấp, gọi 0388 970 613.
