مخزن تخمیر (که فرمانتور و بسته به کاربرد، مخزن رسیدن نیز نامیده می‌شود) ظرفی بسته است که در آن میکروارگانیسم‌ها یا آنزیم‌ها یک بستر را تحت دمای کنترل‌شده، و در برخی فرآیندها تحت فشار و همزنی کنترل‌شده، به محصول هدف تبدیل می‌کنند. خودِ این تبدیل (مخمری که خمیر نان را ور می‌آورد و دی‌اکسید کربن تولید می‌کند، باکتری اسید لاکتیک که شیر را ترش می‌کند، یک کشت قارچی که آنزیمی تولید می‌کند) به این دلیل رخ می‌دهد که مخزن محیط زیستی را به‌اندازه کافی پایدار نگه می‌دارد تا فرآیند به پایان برسد. بنابراین این ظرف بیش از آنکه یک محفظه باشد، یک تجهیز فرآیندی است: وظیفه آن نگه‌داشتن دما، اختلاط و، در صورت لزوم، گاز محلول در محدوده باریکی است که کشت به آن نیاز دارد.
چگونه مخزن تخمیر را تحت کنترل نگه می‌دارد
بیشتر فرآیندهای تخمیر گرمازا هستند، بنابراین پرسش غالب در طراحی، حذف حرارت است نه افزودن آن. یک ژاکت خنک‌کننده، و در مخازن بزرگ‌تر کویل‌های خنک‌کننده داخلی نیز، حرارت واکنش را خارج می‌کنند و بچ را روی منحنی دمایی خود نگه می‌دارند؛ افزایش کنترل‌نشده دما مشخصات محصولات جانبی را تغییر می‌دهد و می‌تواند مستقیماً کشت را از بین ببرد. اگر فرآیند هوازی باشد، یک اسپارجر هوا یا اکسیژن استریل را زیر یک همزن وارد می‌کند که آن را به‌صورت حباب‌های ریز پخش می‌کند بدون آنکه به موجودات آسیب برشی وارد کند؛ در مقابل، تخمیرهای بی‌هوازی به یک فضای سری بسته با تخلیه دی‌اکسید کربن یا اتصال گاز پوششی نیاز دارند. اختلاط در مقایسه با یک راکتور شیمیایی کم و ملایم تنظیم می‌شود (هدف توزیع یکنواخت دما و مواد مغذی است، نه شدت اختلاط مکانیکی) و پورت‌های حسگر برای دما، pH و اکسیژن محلول امکان ثبت و تنظیم فرآیند از بچی به بچ دیگر را فراهم می‌کنند.
ساخت بهداشتی و قابلیت شست‌وشو
از آنجا که محصول برای مصرف غذایی، نوشیدنی یا دارویی در نظر گرفته شده، مخزن به‌گونه‌ای ساخته می‌شود که بتوان آن را بین بچ‌ها بدون باز کردن، تمیز و استریل کرد. سطوح داخلی معمولاً از فولاد ضدزنگ ۳۰۴ یا ۳۱۶L جوش داده و به پرداخت بهداشتی پولیش می‌شوند، با گوشه‌های داخلی گرد، کف شیب‌دار یا گنبدی برای تخلیه کامل، و اتصالاتی که برای جلوگیری از فضاهای مرده‌ای که ممکن است محصول در آن‌ها راکد بماند انتخاب شده‌اند. توپ‌های اسپری CIP (شست‌وشوی در محل) و، در کاربردهای دارویی و برخی کاربردهای زیست‌فناوری، اتصالات SIP (استریل‌سازی در محل)، امکان تمیزکردن و استریل‌سازی مخزن را در محل و بین بچ‌ها فراهم می‌کنند، و این دقیقاً همان چیزی است که چرخه‌های تولید کوتاه و تکرارپذیر را از ابتدا ممکن می‌سازد. واشرها، آب‌بندها و اتصالات ابزار دقیق مطابق استانداردهای درجه غذایی یا دارویی مشخص می‌شوند تا هیچ‌چیز در تماس با محصول باعث آلودگی نشود.
کجا از مخازن تخمیر استفاده می‌شود
آشناترین کاربرد، تولید غذاها و نوشیدنی‌های تخمیری است، جایی که مخازن تخمیر و رسیدن ثانویه به‌همان‌اندازه مواد اولیه، شخصیت محصول نهایی را تعیین می‌کنند. کارخانه‌های لبنیات از مخازن کوچک‌تر با کنترل دقیق دما برای کشت مایه ماست، کفیر و پنیر استفاده می‌کنند. زیست‌فناوری صنعتی فرمانترهای بسیار بزرگ‌تری را برای رشد موجوداتی که آنزیم، اسیدآمینه، اسید آلی و پیش‌سازهای سوخت زیستی تولید می‌کنند، اداره می‌کند، اغلب با الزامات آسپتیک و ابزار دقیق سخت‌گیرانه‌تر از کاربرد غذایی. تخمیر دارویی (آنتی‌بیوتیک‌ها، و به‌طور فزاینده محصولات بیولوژیک تولیدشده در بیوراکتورهایی که همان منطق طراحی اصلی را دارند) در سخت‌گیرانه‌ترین انتها قرار دارد، با الزامات اعتبارسنجی، مستندسازی و مهار که بر همان مخزن ژاکت‌دار، همزن‌دار و قابل‌شست‌وشو افزوده می‌شود.
اندازه و پیکربندی مخزن به همان اندازه کاربردها متفاوت است. یک تولیدکننده کوچک مواد غذایی و نوشیدنی ممکن است چندین فرمانتر کوچک تک‌بچ را کنار هم اداره کند تا بتواند دستور‌العمل‌های مختلف را به‌طور موازی تخمیر کند، در حالی که یک کارخانه زیست‌فناوری بیشتر تعداد کمی فرمانتر بزرگ را برای بچ‌های متوالی متعدد از یک موجود واحد اداره می‌کند. آنچه در این طیف ثابت می‌ماند، منطق طراحی زیربنایی است: مخزنی ژاکت‌دار، همزن‌دار و قابل‌شست‌وشو که برای نگه‌داشتن یک فرآیند زیستی مشخص روی منحنی دما و زمان موردنظر آن اندازه‌گذاری شده است.
مکفن مخازن تخمیر و رسیدن را از فولاد ضدزنگ متناسب با الزامات بهداشتی، حرارتی و اختلاطی کشت و محصول خاص طراحی و تولید می‌کند، با ژاکت، همزن و اتصالات CIP/SIP متناسب با چرخه بچ موردنظر اندازه‌گذاری‌شده.
- مخزن تخمیر
- دیگ تخمیر
- فرآیند زیستی
- تولید مواد غذایی و نوشیدنی
- راکتور استیل ضدزنگ