Cốt lõi của quá trình kiểm soát nhiệt độ của máy lên men là duy trì sự ổn định nhiệt độ của hệ thống lên men để phù hợp với nhu cầu trao đổi chất của vi sinh vật/tế bào. Toàn bộ có thể được chia thành hai phần của cấu trúc hệ thống kiểm soát nhiệt độ và logic thực hiện quá trình, cụ thể như sau:

1. Các thành phần cốt lõi của hệ thống điều khiển nhiệt độ
① Áo khoác/cuộn dây: là cấu trúc trao đổi nhiệt chính của máy lên men. Áo khoác bao bọc các bức tường bên ngoài của thân xe tăng. Các cuộn dây được xây dựng trong bể. Cả hai đều đạt được điều chỉnh nhiệt độ thông qua môi trường trao đổi nhiệt lưu thông.
② Bộ điều khiển nhiệt độ: Nhiều bộ phận tích hợp nhiệt độ cao và thấp hoặc máy làm lạnh nước (bao gồm mô-đun sưởi), chịu trách nhiệm cung cấp môi trường nhiệt độ không đổi cho áo khoác/cuộn dây, đồng thời tích hợp cảm biến nhiệt độ, van điều khiển nhiệt độ, bơm tuần hoàn và các bộ phận khác.

③ Hệ thống giám sát và điều khiển: điện trở bạch kim và các cảm biến nhiệt độ khác được đặt trong bể, dữ liệu nhiệt độ chất lỏng lên men được thu thập trong thời gian thực, liên kết với bộ phận điều khiển nhiệt độ thông qua PLC hoặc hệ thống điều khiển công nghiệp để đạt được điều khiển vòng kín.
2. Logic quá trình kiểm soát nhiệt độ cụ thể
① Giai đoạn làm nóng trước: trước khi lên men, đơn vị kiểm soát nhiệt độ đầu ra môi trường sau khi đun nóng (ví dụ: dầu dẫn nhiệt, nước tinh khiết), lưu thông qua áo khoác/cuộn dây, làm ấm môi trường trong bể hoặc bể rỗng đến nhiệt độ khởi đầu lên men đặt trước (ví dụ: 28-37 ° C, tùy thuộc vào loài nấm), đảm bảo rằng vi sinh vật có thể khởi động trao đổi chất nhanh chóng sau khi tiêm chủng.
② Giai đoạn lên men
Làm mát là chính: quá trình lên men vi sinh vật sẽ giải phóng một lượng lớn nhiệt trao đổi chất, tại thời điểm này đơn vị kiểm soát nhiệt độ chuyển sang chế độ làm lạnh, truyền nhiệt độ thấp trung bình mang đi nhiệt dư thừa, duy trì chính xác nhiệt độ thiết lập; Nếu có biến động nhiệt độ, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh lưu lượng trung bình hoặc mở van điều khiển nhiệt độ, tránh quá lạnh/quá nóng cục bộ.
Hệ thống sưởi đặc biệt: Đối với các loài nấm lên men ở nhiệt độ thấp (chẳng hạn như một số vi khuẩn lactic), hoặc khi nhiệt độ môi trường quá thấp dẫn đến giảm nhiệt độ bể, đơn vị kiểm soát nhiệt độ bắt đầu mô-đun sưởi để bổ sung nhiệt để ổn định nhiệt độ.
③ Giai đoạn sau lên men: Sau khi quá trình lên men hoàn thành, nhiệt độ có thể được điều chỉnh thông qua hệ thống kiểm soát nhiệt độ theo nhu cầu (chẳng hạn như các loài nấm bất hoạt nóng lên, hoặc làm mát để bảo quản chất lỏng lên men), để chuẩn bị cho quá trình chiết xuất tiếp theo.
3. Yêu cầu chính về quy trình
① Tính đồng nhất: bằng cách tối ưu hóa cấu trúc áo khoác, thiết lập thêm thiết bị trộn (phối hợp với kiểm soát nhiệt độ), đảm bảo độ lệch nhiệt độ ≤ ± 1 ℃ ở các khu vực khác nhau trong bể, tránh sự khác biệt nhiệt độ cục bộ ảnh hưởng đến hoạt động của nấm.
② Đáp ứng kịp thời: hệ thống điều khiển nhiệt độ cần có khả năng trao đổi nhiệt nhanh chóng, để đối phó với sự gia tăng đột ngột của nhiệt trao đổi chất trong quá trình lên men, để ngăn chặn nhiệt độ vượt ngưỡng dẫn đến thất bại lên men.
③ Khả năng tương thích của môi trường: môi trường trao đổi nhiệt cần phải phù hợp với hệ thống lên men (chẳng hạn như ngành công nghiệp dược phẩm cần nước tinh khiết, dầu dẫn nhiệt cấp thực phẩm), và cần phải làm tốt việc bảo quản nhiệt và chống ăn mòn của mạch tuần hoàn môi trường.