Application des centrifugeuses décanteuses à la séparation des bactéries lactiques

I. Principes techniques

Une centrifugeuse décanteuse est principalement composée d'un tambour rotatif et d'une vis sans fin, tournant dans le même sens à une vitesse légèrement différente. Lorsque le bouillon de fermentation lactique pénètre dans la centrifugeuse, sous l'effet de la force centrifuge générée par la rotation à grande vitesse, les cellules de bactéries lactiques, plus denses, sont projetées contre la paroi interne du tambour, formant des particules solides (boues bactériennes). Le liquide (surnageant de fermentation) reste quant à lui au centre du tambour et est évacué par un orifice de trop-plein. La vis sans fin transporte les boues bactériennes de l'extrémité étroite du tambour jusqu'à l'orifice d'évacuation des résidus situé à l'extrémité large, achevant ainsi la séparation solide-liquide.

Les paramètres clés du procédé de séparation comprennent la vitesse du tambour, la vitesse différentielle, le débit d'alimentation et le facteur de séparation. La vitesse du tambour est généralement comprise entre 3 000 et 6 000 tr/min, et le facteur de séparation peut atteindre 1 500 à 4 000 g, permettant ainsi une séparation efficace des cellules de bactéries lactiques d'un diamètre de seulement 1 à 5 micromètres. La vitesse différentielle est ajustée par un différentiel à engrenages planétaires et représente généralement de 0,2 % à 2 % de la vitesse du tambour. Elle permet de contrôler le débit d'évacuation des boues bactériennes afin d'optimiser l'efficacité de la séparation et du traitement.

II. Scénarios d'application

1. Prétraitement du bouillon de fermentation

Après la fermentation par les bactéries lactiques, le bouillon de fermentation contient une grande quantité de bactéries lactiques, des substrats non fermentés, des métabolites et une faible quantité d'impuretés. Les centrifugeuses décanteuses peuvent être utilisées comme équipement de prétraitement pour séparer rapidement la plupart des bactéries lactiques, réduisant ainsi la teneur en matières solides du bouillon de fermentation de 1 à 5 % à moins de 0,1 %, et simplifiant les étapes suivantes telles que la filtration et la purification. Par exemple, dans la production de yaourt, le bouillon de fermentation traité par une centrifugeuse décanteuse permet d'éliminer une partie du lactosérum et des impuretés, améliorant ainsi la consistance et la stabilité du yaourt.

2. Concentration bactérienne

Pour la production de préparations à base de bactéries lactiques (comme les poudres probiotiques et les gélules), il est nécessaire de concentrer les cellules de bactéries lactiques dans le bouillon de fermentation afin d'augmenter la concentration bactérienne. Les centrifugeuses décanteuses permettent de concentrer le bouillon de fermentation de bactéries lactiques de 10 à 50 fois, ce qui porte la teneur en bactéries lactiques dans le résidu bactérien à 10¹⁰-10¹² UFC/g. Le résidu bactérien concentré peut être directement lyophilisé ou traité ultérieurement par lavage, raffinage et autres procédés pour améliorer sa pureté.

3. Raffinage et lavage

Pour éliminer les impuretés, les métabolites et les composants du milieu présents à la surface des cellules de bactéries lactiques, il est nécessaire de laver la boue bactérienne concentrée. Les centrifugeuses décanteuses permettent d'ajouter des solutions de lavage (telles que de l'eau stérile et du sérum physiologique) pendant le processus de séparation. Grâce à un lavage à contre-courant, les impuretés de la boue bactérienne sont éliminées et la pureté des bactéries lactiques est améliorée. Par exemple, lors de la production de poudre de bactéries lactiques de haute pureté, plusieurs lavages à l'aide d'une centrifugeuse décanteuse permettent d'atteindre une pureté supérieure à 95 %.

III. Avantages

1. Fonctionnement continu et grande capacité de traitement

Les centrifugeuses décanteuses permettent une alimentation, une séparation et une évacuation des scories en continu, sans interruption pour le déchargement. Leur capacité de traitement, de 1 à 100 m³/h, les rend parfaitement adaptées à la production industrielle à grande échelle. À l'inverse, les équipements de séparation centrifuge traditionnels (tels que les centrifugeuses tubulaires) fonctionnent par intermittence, ont une faible capacité de traitement et peinent à répondre aux besoins de la production à grande échelle.

2. Efficacité de séparation élevée et taux de récupération bactérienne élevé

Les centrifugeuses décanteuses présentent un facteur de séparation élevé, permettant de séparer efficacement les cellules de bactéries lactiques de très petite taille, avec un taux de récupération bactérienne de 90 à 99 %. De plus, l'efficacité de séparation de cet équipement est stable et indépendante de facteurs tels que la concentration de l'alimentation et la température, garantissant ainsi la constance de la qualité du produit.

3. Haut degré d'automatisation et facilité d'utilisation

Les centrifugeuses décanteuses modernes sont généralement équipées d'un système de contrôle par automate programmable (PLC) permettant le réglage et la surveillance automatiques de paramètres tels que la vitesse de rotation, la vitesse différentielle et le débit d'alimentation. Les opérateurs n'ont qu'à effectuer quelques réglages simples via l'écran tactile pour mener à bien l'ensemble du processus de séparation, ce qui réduit les interventions manuelles et améliore l'efficacité de la production et la sécurité d'exploitation.

4. Forte adaptabilité et large gamme d'applications

Les centrifugeuses décanteuses permettent d'ajuster des paramètres tels que la vitesse du tambour, la vitesse différentielle et le débit d'alimentation en fonction des caractéristiques des différents bouillons de fermentation de bactéries lactiques (viscosité, teneur en matières solides et taille des bactéries) afin d'obtenir une séparation optimale. Cet équipement peut également être utilisé pour la séparation d'autres micro-organismes (levures et Escherichia coli, par exemple), ce qui lui confère un large éventail d'applications.

IV. Précautions

1. Sélection de l'équipement

Choisissez un modèle de centrifugeuse décanteuse adapté aux caractéristiques du bouillon de fermentation lactique et aux exigences de production. Les principaux critères à prendre en compte sont la capacité de traitement, le facteur de séparation, la plage de réglage de la vitesse différentielle et le matériau du tambour. Par exemple, pour les bouillons de fermentation à haute viscosité, privilégiez une centrifugeuse avec un tambour de grand diamètre et une vitesse de rotation élevée ; pour les bouillons de fermentation très corrosifs, optez pour un tambour en acier inoxydable.

2. Optimisation des paramètres de fonctionnement

Lors de l'utilisation d'une centrifugeuse décanteuse pour la séparation des bactéries lactiques, il est nécessaire d'optimiser les paramètres de fonctionnement afin de garantir l'efficacité de la séparation et le taux de récupération bactérienne. Par exemple, une vitesse de rotation trop élevée peut entraîner la rupture des cellules de bactéries lactiques et affecter la qualité du produit ; une vitesse trop faible peut ne pas permettre une séparation efficace. La vitesse différentielle et le débit d'alimentation doivent également être ajustés en fonction des conditions réelles afin d'éviter des problèmes tels que l'obstruction de l'orifice d'évacuation des résidus par les boues bactériennes ou une séparation insuffisante.

3. Entretien et nettoyage du matériel

L'entretien et le nettoyage réguliers des centrifugeuses décanteuses sont essentiels au bon fonctionnement de l'équipement et à la qualité du produit. Les principales tâches d'entretien consistent à vérifier l'usure des composants tels que le tambour, la vis sans fin et les roulements, et à remplacer rapidement les pièces endommagées ; à nettoyer les résidus bactériens et les impuretés sur la paroi interne du tambour et les pales de la vis sans fin afin de prévenir la prolifération bactérienne et la corrosion de l'équipement.

4. Protection de l'activité bactérienne

Les bactéries lactiques sont des micro-organismes sensibles à leur environnement. Lors de la séparation, elles sont facilement affectées par des facteurs tels que la température, la pression et les forces de cisaillement, ce qui entraîne une diminution de leur activité. Par conséquent, lors de l'utilisation d'une centrifugeuse décanteuse pour la séparation des bactéries lactiques, il est nécessaire de prendre des mesures appropriées afin de préserver leur activité. Par exemple, il convient de contrôler la température du bouillon de fermentation entre 4 et 10 °C pour limiter les dommages causés par les forces de cisaillement ; il est également recommandé d'utiliser une solution de lavage douce et d'éviter les solutions salines concentrées ainsi que les solvants organiques.

V. Tendances de développement

1. Intelligence et automatisation

Avec l'avènement de l'Industrie 4.0, les centrifugeuses décanteuses deviendront plus intelligentes et automatisées. Les futures centrifugeuses décanteuses seront équipées de capteurs et de systèmes de contrôle plus performants, capables de surveiller en temps réel les caractéristiques du bouillon de fermentation (viscosité, teneur en matières solides et concentration bactérienne, par exemple) et d'ajuster automatiquement les paramètres de fonctionnement pour une séparation optimale. Parallèlement, ces équipements seront connectés aux autres éléments de la ligne de production (cuves de fermentation, filtres, séchoirs, etc.) afin d'assurer le contrôle et la gestion automatisés du processus de production.

2. Haute efficacité et économies d'énergie

Afin d'améliorer l'efficacité de la production et de réduire la consommation d'énergie, les centrifugeuses décanteuses évolueront vers une efficacité et des économies d'énergie accrues. Par exemple, l'adoption de nouvelles structures et de nouveaux matériaux pour les tambours permettra d'augmenter le facteur de séparation et la vitesse de rotation, améliorant ainsi l'efficacité de la séparation ; l'utilisation de moteurs à fréquence variable et de systèmes de contrôle économes en énergie permettra de réduire la consommation énergétique de l'équipement.

3. Multifonctionnalisation

Les futures centrifugeuses décanteuses ne serviront plus seulement à la séparation solide-liquide, mais intégreront également d'autres fonctions, telles que le lavage, la purification et le séchage des bactéries. Par exemple, l'intégration de zones de lavage et de séchage au sein de la centrifugeuse permettra de réaliser la séparation, le lavage et le séchage des bactéries lactiques, réduisant ainsi les étapes de production et les investissements en équipements.

4. Protection de l'environnement et des espaces verts

Avec la prise de conscience environnementale croissante, les fabricants de centrifugeuses décanteuses accorderont une plus grande importance au respect de l'environnement. Par exemple, l'utilisation de lubrifiants et de matériaux d'étanchéité écologiques permettra de réduire la pollution ; la maîtrise du bruit et des vibrations générés par le fonctionnement des équipements contribuera à améliorer les conditions de travail.

En conclusion, les centrifugeuses décanteuses présentent un intérêt applicatif majeur et de vastes perspectives de développement dans le domaine de la séparation des bactéries lactiques. Grâce aux progrès et innovations technologiques constants, leur efficacité de séparation s'améliorera, leur consommation d'énergie diminuera et leur automatisation augmentera, offrant ainsi un support technique plus fiable et performant pour la production industrielle de bactéries lactiques.

• Année de création
  --
• Type d'entreprise
  --
• Pays / région
  --
• Industrie principale
  --
• Principaux produits
  --
• Personne morale d'entreprise
  --
• Total des employés
  --
• Valeur annuelle de sortie
  --
• Marché d'exportation
  --
• Clients coopéré
  --