发酵工厂空气处理设备工艺

发酵工厂空气处理设备工艺思泽兴201111805114摘要：空气质量的好坏，是决定发酵成败的关键问题之一，有比较可靠的空气处理系统保证发酵生产的正常运转是十分重要的。关键词：空气处理工艺设备优化组合发酵对好氧性发酵来说，发酵过程中必须通入大量的无菌空气来满足生产需要，发酵染菌机率与空气的质量关系很大，据文献资料统计，由于空气带菌而导致发酵失败的，就高达20%左右。因此，空气质量的好坏，是决定发酵成败的关键问题之一，有比较可靠的空气处理系统保证发酵生产的正常运转是十分重要的。空气处理包括空气的除湿、除油和除菌等过程，根据发酵工艺的要求，既要避免染菌，又要尽量简化空气处理流程，以减少设备投资和正常运转的动力消耗。1、空气除湿、除油、除菌的必要性空气中含有一定量的以汽态存在的水分，空气经空压机压缩后具有较高的温度(≥120℃)，直接使用会对过滤器产生破坏作用，需冷却后才能使用，而冷却后又具有较高的相对湿度，并很可能析出水滴;空气中的油是由于使用非无油润滑的空压机带入的(即使使用无油润滑空压机也会带入少量的油雾)。空气中的水滴和油会使过滤介质受潮，引起结团而失效，起不到除菌目的。因此，把压缩后的空气进行适当的预处理，即必要的降温、除湿和除油处理，是保证除菌的先期工序。发酵实际上是一个无杂菌的纯种培养过程，未经处理的空气中含有大量的非生产用细菌。据统计，城市中每立方米空气中含细菌数就多达103~4个。再者，一般细菌繁殖一代只需20~30mm，如果一个细菌繁殖15h(只占发酵时间的几分之一)，可繁殖10亿个。因此，进入发酵系统的空气必须先进行除菌处理，使空气中的含菌量降低到一个极限百分数(一般10-3)，使染菌机率降低至极小。2、目前生产中典型的空气处理工艺流程和设备空气处理流程从理论上而言，有多种形式:如两级冷却加热除菌流程、冷热空气直接混合式除菌流程和高效前置过滤除菌流程等。但由于种种原因，目前工厂中偏向第一种处理方法。在上述流程中，一、二级冷却器多为列管式的，由于其传热系数低，一般为60一120W/（m2.℃)，故传热面积大，钢材消耗多;空气过滤器多为棉花活性炭形式，由于其使用历史长、使用经验多，工厂大都采用它，但其流动阻力大、连续运行时间短(一般1~2个月就要灭菌一次)、过滤效率低(过滤精度为0.3lam，过滤效率仅为99.900)等原因，属于被淘汰设备。3、节能型优化组合的空气处理工艺及设备节能型空气处理工艺流程：a.空气经过一、二级冷却器时上进下出，与冷凝水自由下降方向一致，这有利于空气中冷凝水的分离、排放。b.将旋风分离器放在二级冷却器之后，丝网分离器之前，有利于大水滴的分离，减轻丝网分离器的负荷，提高其工作可靠性。c.一、二级冷却器和空气加热器采用的是郑州工业大学开发的SM]丈型换热器和SMKII型换热器的组合变型产品，这种换热器采用强化传热元件，与一般列管式换热器相比，其传热系数可提高一倍以上，换热面积减小一半，设备造价减少1/3以上。d.空气过滤器(包括总、分过滤器)采用上海过滤器厂生产的低阻高效过滤器，空气阻力仅为0.015~0.02MPa，而传统的棉炭过滤器及终端过滤器的总阻力一般为0.05~0.07MPa，相比之下，空压机可节电10%一15%左右。另外这种过滤器的过滤效率高，在过滤精度为0.01μm的情况下过滤效率达99.9999%，大大提高了空气的质量。e.将旋风分离器和丝网分离器合二为一(称为组合式分离器)，大大节省了安装空间，减少占地，同时又减少了设备吨位和连接管道长度。f.对研制过程中所需的配套设备、关键元器件和零部件、国内暂不能生产的特殊工具等，建议享受较低的暂定关税税率或免征关税的政策。对用户购买国产设备和整机替代进口的重大技术装备在税收方面给予一定优惠政策。建议建立国家重大技术装备研制基金，对采用首台(套)国产重大技术装备的用户，按设备投资的一定比例给予风险投资，鼓励和支持用户采用国产的重大技术装备。4结束语节能型优化组合的空气处理工艺和设备组合合理、选型适当、运行可靠，与传统工艺相比，该工艺和设备投资减少20%以上，系统阻力可减少0.03~0.OSMPa，节电15%左右。若照此计算，一个需供气200时/h(标)的生产厂，每年可节省用电4~SX105kW0h左右，折合资金近20万元。由于该套工艺和设备运行可靠，工作寿命长，从而可节省维修费用，同时因检修量少，大大减轻了工人的劳动强度。参考文献1、乌行彦，熊宗贵，胡章助.抗生素生产工艺学。北京:化学工业出版社，19942、黎润钟.发酵工厂设备.北京:中国轻工业出版社，19913、马晓建.生化工程和设备.北京:化学工业出版社，1996