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生物發酵需要怎樣的空壓機和壓縮空氣?
發酵是人們借助微生物在有氧或無氧條件下的生命活動來製備微生物菌體本身、或者直接代謝產物或次級代謝產物的過程,常說的發酵,多是指生物體對於有機物的某種分解過程。發酵是人類較早接觸的一種生物化學反應。
近年來,隨著工業生物技術和過程控製的進步和發展,生物發酵被廣泛應用於食品(紅酒、酸乳酪、檸檬酸等)、生物製藥和化學工業中,並得到高速發展。
所有涉及發酵的過程和產業,都需要對發酵過程中的氣體進行嚴密的監控,對空氣的各項指標更是有著嚴格的標準。在工業發酵生產中,空氣壓縮機用來給發酵罐提供潔淨無油的壓縮空氣。
壓縮空氣在生物發酵中的應用
生物發酵生產中對空氣質量的要求較高,如無菌、無油,溫度、壓力、濕度合適等。那麽,生物發酵行業中,壓縮空氣係統具體需要考慮哪些因素呢?
(一)節能需求突出
電耗能源成本占整個壓縮機生命周期成本的80%,空氣壓縮機電耗占到整個發酵工廠約50%的總能耗;結合發酵工藝的運行工況和對壓縮空氣實際需求的特點,合理選型和搭配空氣壓縮機,不僅能保證產品質量,又可實現最大限度地能源節省。
根據不同微生物體生物化學反應對氧需求量和發酵工藝的特性,考慮單個發酵罐在不同發酵時間對壓縮空氣需求的變化,以及多個發酵罐投入運行的間隔,統計出壓縮空氣最大、最小和平均需求量;考慮空壓機氣量可調節範圍,選擇空壓機台數和單台氣量,盡量避免空壓機放空或卸載狀態運行,減少不必要的能源浪費。
(二)壓力較穩定
發酵行業的壓力一般比較穩定,壓力範圍基本是0.3-3.5bar(g),絕大部分是1.8-2.5bar(g)。空壓機工作壓力取決於發酵罐物料液位高度、發酵罐頂部背壓、客路壓降、除水/除菌裝置壓降。
(三)所需的空壓機設備類型
根據發酵行業的用氣特點,所需的空壓機設備分為兩類:
1、低壓無油空壓機:包括單級壓縮離心式、兩級壓縮離心式、低壓無油螺杆、無油活塞式。
2、鼓風機:單級壓縮離心式(齒輪增速、磁懸浮)、無油螺杆式、羅茨。
目前發酵應用最常見的係統配置是總管路供氣、單個發酵罐前加流量調節閥調節流量。每個發酵罐前有流量調節閥,通過閥流量來控製壓縮空氣進罐氣量,壓縮機取總管網壓力信號自動調節排氣量。
為達到高效節能的效果,一般來說,建議采用離心式空壓機和變頻螺杆式空壓機搭配,以及變頻螺杆式和工頻螺杆搭配。
這樣的搭配可以充分發揮離心空壓機效率高、變頻螺杆調節範圍大的各自優點,全流量範圍調節、沒有放空、沒有卸載運行、可大大降低能耗。
(四)除水、滅菌非常重要
為了保證進入發酵罐壓縮空氣無菌要求,壓縮空氣必須經過無菌過濾處理,為保證空氣過濾器在適合的相對濕度狀況下工作,要求進入發酵空氣過濾器前的壓縮空氣升溫8~10℃,所以空壓站的空氣出口溫度應控製在20℃左右;為了減輕發酵車間空氣過濾器顆粒的負擔,對空壓站的空氣處理提出了較高的要求;第三無菌壓縮空氣製備是一個能耗較大的過程,空壓機的出口壓力高低同整個係統的設備選型設備選型和管道設計有著極大關係,因而需要綜合考慮整個無菌壓縮空氣的製備過程,確定合適的空壓機出口壓力,以降低能耗。
抓住發酵行業帶給空壓機行業的機遇
近年來,發酵行業逐漸由產業鏈單一、產能結構性過剩向完整的上下遊產業鏈,高品質、高附加值產品過渡。在過去的幾年中,發酵行業也經曆過激烈的市場競爭,企業間兼並重組十分活躍,產業集中度顯著提高。在新的行業格局下,升級技術,更新設備,規劃產能成為發酵行業企業當務之急。一些技術、工藝、裝備上的區別將決定重組後發酵行業企業在未來競爭中的成敗。此外,國家也將陸續出台政策促進新技術、新裝備在發酵行業推廣,以提高發酵產品特殊性能,增加產品附加值。
因此,空壓機企業應及時抓住生物發酵行業產業升級的機會,針對他們對節能環保空壓機的需求,精耕細分行業,準確定位用戶,謀求更高利潤。
近年來,隨著國內空壓機企業在無油鼓風機上的突破,越來越多的企業開始進入生物發酵行業。

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