Обоснование выбора конструционных материалов и способов защиты от коррозии ферментера.

Основной средой в аппарате является культуральная жидкость, представляющая собой суспензию с содержанием воды ≈ 80%.

В аппарат для поддержания жизнедеятельности гриба подаётся кислород. Поэтому использование углеродистой стали для изготовления элементов аппаратов, контактирующего с грибом, нецелесообразно, так как углеродистая сталь подвержена коррозии с кислородной деполяризацией.

Коррозия с кислородной деполяризацией – это процессы коррозии металлов, в которой катодная деполяризация осуществляется растворенным в электролите О₂ по реакции: О₂ + 4e + 2H₂O = 4OH.

Использование высоколегированных сталей продиктовано технологически, чтобы исключить коррозию и попадание оксидов железа в препарат.

Помимо коррозии с кислородной деполяризацией возможна точечная коррозия из-за присутствия в аппарате сульфат- ионов (от раствора серной кислоты, с помощью которого доводят рН).

К стали, из которой изготавливается аппарат, предъявляются следующие требования:

1) коррозионная стойкость в данной среде;

2) хорошая свариваемость при толщине листа 8-10 мм;

Всем вышеперечисленным требования отвечает высоколегированная сталь типа Х18Н10Т, так как она является стойкой в средах, содержащих растворы солей NН₄NО₃ и КН₂РО₄, также хорошо устойчива к сульфат- и хлорид- ионам. Но из экономических соображений выбираем сталь, экономно легированную по никелю типа 08Х22Н6Т ГОСТ 5632-72, так как она более дешевая и обладает более высокими прочностными характеристиками, что позволяет уменьшить толщину листа, сэкономить материал. Эта сталь обладает хорошей свариваемостью ручной и автоматической сваркой. Этот тип стали часто применяется при изготовлении жидкофазных аппаратов в биотехнологической и пищевой промышленностях. Она стойка к коррозии с кислородной деполяризацией и абразивному износу со стороны ферментируемой массы.

Для перемешивающего устройства рекомендуется использовать сталь 14Х17Н12 ГОСТ 5632-72. Материал обладает повышенной прочностью и коррозионной стойкостью, необходимой для контакта с ферментируемой смесью.

Опоры, рубашку и крепежные детали аппарата выполняются из углеродистых сталей, поэтому на воздухе они могут быть подвержены атмосферной коррозии. Для защиты этих деталей ферментера от атмосферной коррозии используют покрытие эмалью для влажных помещений. Первый слой грунтовки ЭП-057, ТУ-10-1117-75 и после выдержки двойным слоем эмали ЭП-525.

Таблица материалов, используемых при изготовлении ферментёра