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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
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