Secondo le previsioni delle Nazioni Unite, entro il 2050 dieci miliardi di persone vivranno sulla Terra. L’industria alimentare dovrà trovare nuovi modi per garantire che la crescente popolazione mondiale possa essere nutrita in modo sostenibile. Uno di questi è il “New Food”. Si tratta di ingredienti alimentari biotecnologici prodotti da microrganismi, come le proteine. La fermentazione della biomassa è un processo comune per la produzione di “New Food” e impone elevate esigenze sugli strumenti di misura.
Fermentazione della biomassa: produzione efficiente di New Food
La fermentazione della biomassa per il “New Food” consente la produzione di microrganismi in grandi quantità e in tempi relativamente brevi. Microfunghi, alghe o lieviti crescono rapidamente e si moltiplicano durante la fermentazione per formare una biomassa ricca di proteine. L’ingrediente risultante è nutriente quanto le fonti proteiche convenzionali come carne, pesce, uova e latticini. Inoltre, non contiene né colesterolo né grassi saturi.
Ogni microrganismo richiede condizioni di crescita ottimali per svilupparsi correttamente. Tuttavia, anche altri microrganismi possono prosperare in un ambiente simile e moltiplicarsi. Per prevenire in modo affidabile tale contaminazione, devono prevalere condizioni asettiche durante l’intero processo di fermentazione della biomassa per il “New Food”. Ciò include gli strumenti di misura integrati nel processo di fermentazione. Si raccomandano pertanto strumenti in design igienico che garantiscano anche una pulizia senza residui per le attività di monitoraggio nel processo.
Quali sono le sfide della fermentazione della biomassa?
Mantenere condizioni asettiche non è l’unico criterio cruciale per il successo della fermentazione della biomassa. Le condizioni di crescita ottimali devono rimanere costanti per massimizzare la produttività. Il monitoraggio dei parametri critici richiede quindi una tecnologia di rilevamento di alta qualità. Per questo compito, WIKA offre una vasta gamma di strumenti.
Soluzioni di misura WIKA per la fermentazione della biomassa nella produzione di New Food
Strumenti di misura per la fermentazione della biomassa nella produzione di “New Food” (da sinistra): termoresistenza TR22-A, trasmettitore di processo modello DMSU21SA con monitoraggio del diaframma integrato, trasmettitore di livello magnetostrittivo modello FLM-H e trave a taglio modello F3201 per il monitoraggio gravimetrico del livello (compreso il kit di montaggio).
1. Misura della temperatura:
La temperatura è il parametro di misura critico durante la fermentazione. Ciò è dovuto al fatto che la crescita e la riproduzione ottimali dei microrganismi dipendono dalla continuità di temperature specifiche. Qualsiasi deviazione da queste può compromettere il processo e quindi la produttività. L’accuratezza è quindi il primo criterio di selezione per le sonde utilizzate nella misura della temperatura, affinché si possa controllare con precisione l’apporto di calore. Ad esempio, la termoresistenza TR22-A, in combinazione con un pozzetto saldato in esecuzione igienico-sanitario, soddisfa questo requisito.
Per processi con alta sensibilità del prodotto, la TR22-A può essere combinata con il trasmettitore di temperatura T38. La sua True Drift Detection segnala immediatamente qualsiasi deviazione critica della temperatura dal sensore, consentendo di fare affidamento su valori misurati senza attendere l’intervallo di taratura successivo per rilevare eventuali derive.
2. Monitoraggio della pressione
Un altro parametro di misura chiave per i processi nel fermentazione è la pressione. È di primaria importanza per l’integrità strutturale e il funzionamento. Questo è particolarmente vero per i grandi sistemi. Il trasmettitore da processo in-line DMSU22SA, può essere utilizzato per il monitoraggio della pressione.
La misura viene eseguita mediante una deformazione del tubo del sensore interno del sistema a doppio tubo derivante dalla pressione applicata. Questa deformazione produce una variazione del segnale, che il trasmettitore converte nel segnale di misura. Le versioni con protocollo HART® sono in grado di trasmettere al sistema di controllo di processo non solo il segnale di misura, ma anche lo stato del monitoraggio continuo del sensore del sistema a doppio tubo.
3. Rilevamento del livello:
Il livello di riempimento nel fermentatore è altrettanto importante per il processo di fermentazione quanto pressione e temperatura. Influenza la miscelazione, l’aerazione e il volume del fluido di coltura. Il metodo di rilevamento continuo del livello dipende a sua volta dalla condizione della biomassa. La misura a galleggiante è adatta per fluidi a bassa viscosità, ad esempio con il trasmettitore di livello magnetostrittivo modello FLM-H. Il galleggiante è progettato in modo tale da non essere influenzato dalla schiuma e dalle bolle d’aria. Il principio di misura magnetostrittivo fornisce inoltre un’elevata precisione.
D’altra parte, biomasse più dense nel fermentatore favoriscono il monitoraggio gravimetrico del livello, cioè il monitoraggio del livello mediante la pesatura del recipiente e del suo contenuto. Le celle di carico, come la cella di carico a taglio F3201, sono raccomandate per questo metodo di misura senza contatto diretto con il prodotto. Il sensore misura con estrema precisione e ha un’alta stabilità a lungo termine. WIKA fornisce lo strumento di misura più il kit di montaggio (modello AZK02), la morsettiera (modello B6578) e il display (modello E1932) come unità assemblata e pronta per l’installazione.
La taratura regolare è essenziale per risultati di misura precisi
Considerate le elevate esigenze imposte agli strumenti di misura, la taratura regolare è essenziale. Si possono testare gli strumenti di misura della temperatura e della pressione direttamente nel sistema, ad esempio con il calibratore a secco CTD9350 e il calibratore da processo portatile CPH7000. Inoltre, WIKA offre servizi di taratura con certificati DAkkS e ACCREDIA, sia presso i propri laboratori accreditati che direttamente presso la sede del cliente.
Note
Sul nostro sito web troverete ulteriori informazioni su WIKA e una panoramica di prodotti, settori e servizi offerti. Nello shop online WIKA troverete anche una vasta gamma di strumenti di misura standard. Non esitate a contattarci per qualsiasi domanda o informazione.
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