2发酵用压缩空气预处理及除菌设备.pdf

第二章第二章 发酵用压缩空气预处理发酵用压缩空气预处理 及除菌设备及除菌设备 培养基准备与灭菌回顾培养基准备与灭菌回顾 • 微生物、动植物细胞培养基的准备、要求 及灭菌 • 实消和连消 • 培养基灭菌方法培养基灭菌方法 • 培养基准备相关设备培养基准备相关设备 本章主要内容本章主要内容 • 生物发酵用净化空气的质量标准生物发酵用净化空气的质量标准； • 压缩空气的预处理原理压缩空气的预处理原理、、工艺流程设计工艺流程设计、、 设备设计及控制要求； • 无菌空气制备工艺流程设计及控制要求无菌空气制备工艺流程设计及控制要求 • 绝大多数工业发酵都是利用好气性微生物 进行深层悬浮纯种培养进行深层悬浮纯种培养，在培养过程中需在培养过程中需 要连续通入大量无菌空气，以供生产菌的 生长和代谢产物生长和代谢产物 3 • 例一个通气量为40m /min 的发酵罐，发酵 周周 期期 为为 125125hh，， 所所 需需 要要 通通 入入 的的 空空 气气 量量 5 3 高达3×10 m 抗生素厂发酵染菌分析抗生素厂发酵染菌分析 20%都是由空气系统带菌引起的，因此合理可靠的空气预处理和除菌设备， 确保无菌确保无菌，，节约能源是空气净化系统设计的关键节约能源是空气净化系统设计的关键 11. 生物发酵用无菌空气的质量标准生物发酵用无菌空气的质量标准 • 压强压强： （（00.22‐00.35MP35MPa ）） • 流量：生产能力 • 温度温度：发酵温度高发酵温度高10℃℃ • 相对湿度：60%‐70% • 洁净度：无菌空气 • “无菌空气”是指通过除菌处理后压缩空气中含 菌量降低到零或除菌效率达到菌量降低到零或除菌效率达到9999.9999%9999%后的洁后的洁 净空气，它已能满足发酵工业的要求 22. 压缩空气预处理压缩空气预处理 • 降降温：特定的特定的温度度 • 除水除水 防止过滤介质受潮失效防止过滤介质受潮失效，降低效率降低效率 • 除油 •• 保证通气发酵用无菌空气的质量指标保证通气发酵用无菌空气的质量指标，维维 持发酵正常生产 22.11 压缩空气冷却压缩空气冷却 • T ，T 为压缩前后绝对温度 1 2 •• PP ，PP 为压缩前后绝对压强为压缩前后绝对压强 1 2 • 绝热过程K 1.4，多变过程K 1.3，一般发酵1.3 • 冷却方法冷却方法： • 直接换热器冷却直接换热器冷却‐多程列管式换热器多程列管式换热器，，空气空气 壳程 • 输送过程冷却输送过程冷却+换热器冷却换热器冷却 • 热能综合利用的概念热能综合利用的概念 22.22 压缩空气的除水压缩空气的除水 • 若空气的湿含量及温度保持不变若空气的湿含量及温度保持不变，，空气压强越大空气压强越大，， 相对湿度越大 •• 一般情况一般情况，空气经过压缩空气经过压缩，湿含量不变湿含量不变，温度大大温度大大 提高，相对湿度变小，冷却时，相对湿度变大 • 压缩空气除水原理压缩空气除水原理： 例题例题 小结小结 • 压缩后缩后，高高温下空气中水不会析出空气中水不会析出 • 压缩空气由高温冷却相对湿度增加 • 相对湿度为100%是相对应空气温度为露点温度 •• 压缩空气的露点温度比吸气状态空气的露点温度高压缩空气的露点温度比吸气状态空气的露点温度高， 压缩比越大，露点温度越高，越易析出水 • 温度升高相对湿度降低。 • 析水后析水后压缩缩空气加热气加热，可以降低相对降低相对湿度度，防防止过 滤介质受潮。控制相对湿度60%—70% 3. 压缩空气预处理系统流程设计 吸风塔 前置过滤器 空压机 沿程冷却 储气罐储气罐 第第一冷却冷却器