生化工程设备-第三篇-第一章-空气净化除菌与空气调节-按重点.pptx

第三篇 第一章 空气净化除菌与空气调节; 绝大多数的微生物发酵生产都需要氧气，通常都是以空气作为氧源。空气中含有许多微生物，若这些微生物进入培养基，在如此丰实的培养基和培养条件下将会大量繁殖，致使发酵染菌，这些杂菌不仅要消耗大量的营养物质，还会产生各种代谢产物，影响正常发酵，甚至造成报废。日本由于空气系统不完善造成染菌率占发酵总染菌率的19.96%，我国一般占15-40%个别工厂达到80%。因此采用和设计一套科学合理的空气净化处理流程，从而获得合格的无菌空气，对发酵工业至关重要。;第一节 发酵用灭菌空气的标准 ;第二节 空气除菌方法;A.深层过滤器：过滤介质 棉花（脱脂），玻璃纤 维，有机合成纤维、颗粒介质 活性 炭，焦炭，还有其他的介质如滤 纸，滤板，金属或金属烧结材料， 它们构成的滤层空隙大于0.5um（大 于个体微生物），这类过滤器不是 真正的过滤器，而是靠静电，扩 散，惯性，及拦截等作用来除菌。 B.绝对过滤器：过滤介质是微孔滤膜，孔径 0.22um，空气中的微生物真正被过 滤而被除去，由于其滤芯比较昂 贵，国内微生物的除菌方法大多采 用深层过滤。;第三节 压缩空气的预处理流程及设备;一 采风塔（采风室） 一般高于地面10米，有些厂家直接构筑在空压机房的房顶上。 二 （前置）粗过滤器 安装在空压机吸入口前的过滤器称为前置过滤器或粗过滤器，要求阻力小，容尘量大的特点。 1.作用 （1）捕集空气中的较大直径的灰尘，减小空压机气缸的磨损，延长使用寿命 （2）由于微生物附着在灰尘上，粗过滤器也起到一定的除菌作用，减轻总过滤器的负荷。 2.过滤介质 泡沫塑料或无纺布（折叠式）。流速0.1-0.5m/s，有的工厂把油浴除尘装置作为前置过滤器。;三 空气压缩机及其选择原则 在空气净化过程中克服：各种设备和管道的阻力和发酵罐液柱和罐压，同时要求压缩机能连续运转，提供表压为0.2-0.4MPa的压缩空气。 1.常用的压缩机及其代号 往复式空压机：活塞在气缸内往复运动，完成吸、压，排气气流不连续，脉动较大，空气含油，后设置空气储罐。 单螺杆和双螺杆空压机：无往复式的缺点，设备投资大，单位输气量所消耗的功率较往复式大。（3.2-3.5/3.0kw）。不设空气储罐。 离心式空压机：同上 ;往复式（国内）空压机代号：3L-20/2.3 中3表示序号，L表示气缸排列呈L形式，20表示输气量（吸气量）23立方米/分钟，2.3表示额尘出口压强为2.3公斤/平方厘米（表压）。;四、 空气储罐;1、空气冷却器 空气经压缩接受机械功，温度显著上升。P↑====＞T↑,可用下式表示压强与温度的关系。 T2=T1( ) T2、T1被压缩前后T（绝对温度）K P1、P2 被压缩前后P（绝对压强）（Pa） K----多变指数，对于空气K=1.3;例：20℃空气经压缩，其排气P=2×105Pa(表压)，问此时的温度为几度？ 解：T=273+20=293K P1=1.01×10 Pa P2=1.01×10 Pa+2×10 Pa=3.01Pa T2=T1( ) =293( ) =376.97k=104℃; 这样高的温度，虽然不适合微生物培养要求，另外空气含水量较高（潮湿地域和季节），为防止过滤阶段介质受潮湿失效，必须用冷却设备将空气降温和降湿。常用的冷却器是列管式冷却器，其结构和计算在化工原理“传热”中已做详细介绍。 在空气冷却时，空气走壳程，为提高气相一侧传热系数，设置圆缺型折流板，空气流速10-15m/s，冷却水走管程（多管程，2-4程），水流速0.5-3m/s;2 压缩空气析水原理;六 气液分离设备;2 丝网除沫器：用于除去＜10um的雾状液滴 A.结构 B.除沫原理 C.气体流速计算 D.压力降 △P=33.4Vsρg(Pa); 压缩空气经旋风分离器与丝网除沫器把夹带在空气中的液滴，雾末除掉后，在进入总过滤器前为了将相对湿度从100%降低到70%以下，应该将压缩空气加热。 空气加热设备一般都采用列管式换热器，空气走管程，蒸汽走壳程，或者采用套管式加热器，空气走管程，蒸汽走夹套。由于气体一侧