В зависимости от области применения трубопроводы можно разделить на паропроводы, воздухопроводы, трубопроводы для регулирования температуры, подающие трубопроводы, трубопроводы для перекачки семян, разгрузочные трубопроводы и трубопроводы для сброса сточных вод.
Паропроводы в основном используются для стерилизации и нагрева ферментеров и делятся на трубопроводы для очищенного пара и трубопроводы для грубого пара. Очищенный пар — это пар, полученный путем фильтрации грубого пара через паровой фильтр, и используется для стерилизации с помощью тонкого воздушного фильтра.
К основным компонентам паропровода грубой очистки относятся нижний паропровод, трубопровод предварительного подогрева рубашки (труб), паропровод для перекачки семян и паропровод для отбора проб.
Воздухопровод в основном используется для аэрации и культивирования в ферментере. Воздух из воздушного компрессора после предварительной обработки понижается по давлению с помощью редукционного клапана и фильтруется основным фильтром, предварительным фильтром и тонким фильтром перед поступлением в ферментер, а затем выводится через выхлопную трубу.
На бродильном заводе выхлопные трубы нескольких бродильных емкостей, как и дренажные и канализационные трубы, чаще всего соединяются с одной магистральной трубой для экономии материалов.
Однако у их использования есть и недостатки, такие как перекрестное загрязнение и помехи. Загрязнение в одном резервуаре часто может повлиять на другие резервуары. Перекрестное соединение выхлопных труб особенно вредно для предотвращения загрязнения.
Следовательно, при проектировании вытяжных и дренажных труб следует учитывать особенности брожения. В ситуациях, когда легко происходит загрязнение, целесообразно, чтобы каждый ферментер имел независимые вытяжные и дренажные трубы.
Если используется одна основная вытяжная труба, необходимо выбрать трубу большего диаметра, чтобы обеспечить беспрепятственный отвод отработанных газов и сточных вод и предотвратить их обратный поток в бродильный резервуар.
Для регулирования температуры в ферментерах используется система трубопроводов, состоящая из трубопроводов охлаждающей воды и трубопроводов циркуляции горячей воды (в промышленных ферментационных установках обычно также используется система циркуляции воды). При использовании горячей воды в качестве среды необходимы соответствующий резервуар для горячей воды и водяной насос.
Подающий трубопровод используется для подачи сырья в ферментер. Обычно он используется для подачи кислоты, щелочи, сахара и пеногасителя. Если подача осуществляется для регулирования значения pH с помощью аммиака, подающий трубопровод соединяется с воздухозаборным трубопроводом (для обеспечения равномерного перемешивания). В противном случае подача сырья обычно осуществляется через верхнюю торцевую крышку.
Диаметр трубы для заправочного трубопровода необходимо определять исходя из скорости заправки, чтобы обеспечить возможность ее осуществления с требуемой скоростью.
Для перекачки ферментируемых продуктов используется перекачивающий трубопровод. Он, как правило, подключается к распределительной станции и представляет собой трубопроводную систему с высокими требованиями к стерилизации. Более подробную информацию можно найти в предыдущей статье «Перекачка в промышленных процессах ферментации: введение в трубопроводные системы и методы перекачки».
Сливная труба используется для выгрузки материалов из бродильного резервуара. Обычно она имеет больший диаметр для облегчения кратковременной выгрузки материалов. Требования к асептическим условиям после клапана на сливной трубе невысоки; достаточно простоты очистки.
Канализационный трубопровод используется для отвода пара и воды из клапанов бродильных емкостей, для внешнего сброса во время очистки бродильных емкостей, а также для внешнего сброса стерилизующего пара. Требования к стерильности отсутствуют, и вся трубопроводная система соответствует самым низким стандартам. Трубы из углеродистой стали должны быть защищены от кислотной и щелочной коррозии.