發(fā)酵工廠中空氣凈化工藝的合理選擇

發(fā)酵工廠中空氣凈化工藝的合理選擇無菌空氣是通氣發(fā)酵過程中的關(guān)鍵流體。它用于細(xì)菌的培養(yǎng)、發(fā)酵液的攪拌、液體的輸送以及通氣發(fā)酵罐的排氣。在通氣發(fā)酵過程中,空氣系統(tǒng)的染菌一直被列為發(fā)酵生產(chǎn)的第一污染源。據(jù)報(bào)道,由于空氣系統(tǒng)紕漏而導(dǎo)致發(fā)酵染菌,在總?cè)揪鷶?shù)中比率高達(dá)19.96%,而我國的生產(chǎn)現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出這一數(shù)據(jù)。為了防止壓縮空氣染菌給發(fā)酵液導(dǎo)致污染,進(jìn)入發(fā)酵罐的空氣必須達(dá)成(0.5μm)100級(jí)凈化標(biāo)準(zhǔn),即每立方英尺空氣中具有≥0.5μm的微粒數(shù)應(yīng)≤100個(gè)。

目前,空氣凈化的重要方法是通過介質(zhì)過濾達(dá)成除菌目的。為了保證過濾后的空氣達(dá)成凈化標(biāo)準(zhǔn),過濾前的空氣要進(jìn)行降溫、除水、除油、減濕的預(yù)解決。據(jù)文獻(xiàn)記載,只有當(dāng)壓縮空氣的相對(duì)濕度φ≤60%,高效過濾器內(nèi)的過濾介質(zhì)保持干燥時(shí),空氣通過高效過濾方能達(dá)成過濾的盼望值。因此,發(fā)酵空氣凈化事實(shí)上涉及兩部分:一是空氣的預(yù)解決;二是選擇性能優(yōu)良的過濾介質(zhì)和過濾設(shè)備。如何使科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝與完善的工程設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合,使空氣系統(tǒng)在優(yōu)化條件下運(yùn)營,是發(fā)酵行業(yè)工程設(shè)計(jì)者不懈努力的目的。

1發(fā)酵工廠常用的空氣預(yù)解決路線

1.1標(biāo)準(zhǔn)路線(流程1)

該流程系80年代初由華東化工學(xué)院等單位提出。其工藝成熟,操作方便,適應(yīng)各種氣候條件,不受大氣的絕對(duì)濕含量和相對(duì)濕度的影響。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,傳統(tǒng)理論和解決方法不斷完善,特別是近年來空壓機(jī)的技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。由于空壓機(jī)選型不同,空氣預(yù)解決的流程也不同。傳統(tǒng)的活塞式機(jī)型容量小,規(guī)模生產(chǎn)時(shí)需要多臺(tái)組合,且要用空氣貯罐來消除排氣產(chǎn)生的脈沖。目前發(fā)酵工廠多選用出氣穩(wěn)定、容量大的渦輪式或螺桿式機(jī)型,不必設(shè)立空氣貯罐。改善后的流程增長絲網(wǎng)除沫器,加強(qiáng)了除霧滴能力。

1.2混合型路線(流程2)

此流程合用于中檔濕含量的地區(qū),其特點(diǎn)是將部分來自空壓機(jī)的熱空氣不經(jīng)冷卻,而直接與大部分經(jīng)降溫除水的冷空氣混合進(jìn)入過濾器,可省去加熱器;氣體進(jìn)過濾器的控制指標(biāo)與流程1相同;流程比較簡樸,冷卻水用量相對(duì)節(jié)省。流程控制的關(guān)鍵是:空氣的冷卻溫度和空氣分派比的關(guān)系會(huì)隨采風(fēng)口所吸取空氣的參數(shù)而變化。

該流程的特點(diǎn)是經(jīng)降溫除水的冷空氣進(jìn)換熱器與來自空壓機(jī)的熱空氣進(jìn)行熱互換,將冷空氣溫度提至30~35℃后去過濾器過濾,省去加熱蒸汽;熱空氣經(jīng)換熱后減少了進(jìn)冷卻器的溫度,節(jié)省了冷卻水用量。其局限性是空氣的傳熱系數(shù)小,傳熱面積需要很大。

1.4熱空氣路線(流程4)

該流程的特點(diǎn)是空壓機(jī)出口的壓縮空氣在高溫情況下保持相對(duì)濕度φ≤60%,沿輸送管道壁自然冷卻后去過濾器,過濾后直接進(jìn)發(fā)酵罐。空氣所帶的熱量除部分自然冷卻外,余熱所有轉(zhuǎn)移到發(fā)酵罐冷卻。

1.5綜合型路線(流程5)

該流程的特點(diǎn)是,將空氣解決系統(tǒng)從空壓站移至發(fā)酵車間,運(yùn)用管路的管壁沿程降溫冷卻,減輕冷卻器的負(fù)荷。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是空壓機(jī)出口的壓縮空氣經(jīng)總管每走1米長度,可減少溫度0.5~1℃。空壓站到發(fā)酵車間一般有幾十米長的距離,經(jīng)管壁散發(fā)的熱量相稱可觀,可節(jié)約大量的冷卻水。采用該流程時(shí)因長距離輸送熱空氣,管徑比較大,管材用量多,要增設(shè)管道熱補(bǔ)償器以減少熱推力,并增長重型管架以防側(cè)推力破壞。

2從節(jié)能角度選擇流程

據(jù)有關(guān)文章記錄,上述五種工藝路線的能耗(kW)比較如表1所示。

上表說明,相對(duì)流程1而言,流程2、3可節(jié)約10%冷量;流程4可省去空氣預(yù)解決的冷量,但在發(fā)酵罐中增長了冷卻量,其綜合指標(biāo)約節(jié)省冷量40%;流程2、3、4均不設(shè)加熱器。在流程5中壓縮空氣(采用渦輪式空壓機(jī),出口溫度為130~140℃)通過長距離管道輸送進(jìn)入一級(jí)冷卻器,輸送過程可自然降溫冷卻,既節(jié)約冷卻水,又減少運(yùn)營費(fèi)用。

筆者在設(shè)計(jì)華中地區(qū)某抗菌素廠時(shí),針對(duì)該地區(qū)缺水(工業(yè)用水需從地下200米抽取)的狀況,采用流程5,即1200m3/min的壓縮空氣經(jīng)80多米長的風(fēng)管(Φ1000)輸送到發(fā)酵車間,沿程可自然降溫30~40℃,每年可為工廠節(jié)約10萬元的水費(fèi)。而增長約10萬元一次性投資(其中補(bǔ)償器4只,重型管架6架等),僅相稱于一年節(jié)約的水費(fèi)。3

不同地區(qū)、氣候條件下流程的選擇壓縮空氣減濕的目的在于保證除菌過濾器在壓力露點(diǎn)溫度以上運(yùn)營,以及維持操作狀態(tài)下的壓縮空氣在相對(duì)濕度φ≤60%左右通過過濾器。由于工廠所處地理位置、環(huán)境條件和裝備條件不同,工藝流程的制定也不同。

當(dāng)工廠處在污染比較嚴(yán)重的環(huán)境中,應(yīng)注意采風(fēng)口的條件,以減輕過濾器的負(fù)荷。在江南暖濕地區(qū)則要加強(qiáng)除水措施,耗油大的空壓機(jī)型應(yīng)設(shè)立高效除油霧設(shè)備。在滿足φ≤60%的前提下,壓縮空氣以發(fā)酵罐溫度為基準(zhǔn)±3℃進(jìn)罐為宜。

前述某抗菌素廠所在地氣候干燥,冬季的平均氣溫為5~6℃,相對(duì)濕度φ≤75%~85%。采用流程5解決空氣,常年控制的工藝指標(biāo)為:一冷出口空氣35~40℃;二冷出口溫度20~25℃;加熱器出口空氣35℃(發(fā)酵罐溫31~33℃)。

采風(fēng)口處空氣濕含量:

在氣候更干燥或更冷的地區(qū),采風(fēng)口吸入的空氣絕對(duì)濕含量很小,二冷冷卻析不出水,這時(shí)流程可省去二冷器和加熱器,一冷空氣直接冷到35℃進(jìn)過濾器,且保證φ2≤60%。

壓縮空氣量的變化是空氣凈化解決各項(xiàng)影響因素中最大的一項(xiàng)。大中型發(fā)酵工廠應(yīng)將空氣集中壓縮,分散解決,即能靈活地解決用氣量變化問題。上述華中地區(qū)某廠發(fā)酵車間為三組生產(chǎn)線,空壓站供應(yīng)1200m3/min壓縮空氣至發(fā)酵車間后分三組(400m3/min為一組)進(jìn)行凈化解決。

4空氣凈化設(shè)備的選擇

4.1空氣冷卻器

冷卻空氣的熱互換器種類很多。常見的有列管式、沉浸式、噴淋式、翅片式等。由于空氣的給熱系數(shù)低,應(yīng)選用空氣側(cè)熱傳遞效率高的設(shè)備。目前國內(nèi)空冷效果最佳的是翅片式冷卻器,翅片材料為紫銅,傳熱速率高。

4.2氣水分離器的選擇

(1)旋風(fēng)分離器用于分離≥10μm液滴,分離效率在70%~80%左右。選用時(shí)應(yīng)注意:一是直徑不能太大,由于氣流沿切線方向運(yùn)動(dòng)的離心力與分離器的半徑成反比;二是進(jìn)口氣速應(yīng)控制在15~25m/s,速度過大易形成渦流,而過小又離心力局限性,氣水分離效果不好。出口氣速一般在4~8m/s左右。

(2)絲網(wǎng)除沫器目前國內(nèi)常用的絲網(wǎng)材質(zhì)為不銹鋼和塑料,多用0.1×0.4mm不銹鋼絲網(wǎng)。氣速取1~3m/s,除≥1μm霧滴效率可達(dá)95%~99%,絲網(wǎng)通常選用縮徑式(小于設(shè)備殼徑)的,便于安裝、檢修。

4.3空氣加熱器

壓縮空氣降溫除水后應(yīng)加熱(溫升在10~15℃),以減少其相對(duì)濕度。常用套管式或列管式加熱器加熱。加熱器安裝時(shí)須緊靠總過濾器并加保溫措施,避免熱損失導(dǎo)致空氣相對(duì)濕度上升而影響過濾。

5過濾介質(zhì)與過濾設(shè)備

5.1過濾介質(zhì)

過濾介質(zhì)是過濾除菌的關(guān)鍵,其性能直接影響介質(zhì)的使用范圍、使用量和使用周期與過濾過程動(dòng)力消耗、操作強(qiáng)度以及運(yùn)營的穩(wěn)定,同時(shí)也影響過濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)及空氣凈化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。目前空氣過濾介質(zhì)已逐步由傳統(tǒng)的棉花、活性炭向超細(xì)玻璃纖維紙、燒結(jié)金屬、微孔過濾膜等發(fā)展。

超細(xì)玻璃纖維紙2023前獲得工程應(yīng)用,現(xiàn)已廣泛用作空氣過濾介質(zhì),其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于棉花、活性炭及石棉板。對(duì)于相同的過濾器外徑,過濾紙的過濾面積是棉花的80倍,阻力降只有棉花的1/10,而過濾效率可達(dá)(0.5μm)99.9999%和(0.02μm)99.999%。

5.2過濾器的選擇

(1)總過濾器總過濾器以折疊式大面積超細(xì)玻璃纖維紙濾芯為過濾介質(zhì),其過濾結(jié)構(gòu)為:內(nèi)外層為金屬圓筒孔板,中間夾折疊式濾材,氣體外進(jìn)內(nèi)出?？傔^濾器裝填濾芯的數(shù)量,依其直徑大小而定。總過濾器的規(guī)格見表2。

(2)分過濾器折疊式分過濾器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:過濾器為不銹鋼殼體,空氣進(jìn)出口在同一中心線上,拆卸上筒體即可更換濾芯,簡樸方便可靠。分過濾器的規(guī)格見表3。

6結(jié)論

綜上所述,發(fā)酵空氣凈化流程是根據(jù)發(fā)酵生產(chǎn)對(duì)無菌空氣的質(zhì)量規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

吸氣環(huán)境如地理位置、氣候條件各異,則空氣的溫度、濕度、粉塵含量不同,選用的設(shè)備、過濾介質(zhì)和工藝流程也不同。工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)成熟的生產(chǎn)裝置和科研實(shí)驗(yàn)所提供的數(shù)據(jù),進(jìn)行調(diào)查分析,綜合考慮,以減少成本、減少能耗、簡化流程、提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為目的,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,使工程設(shè)計(jì)質(zhì)量不斷提高,更好地參考文獻(xiàn)

1沈自法等主編.發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì).華東理工大學(xué)出版社,1994

2王樹民.抗生素發(fā)酵空氣凈化工藝與工程的優(yōu)化設(shè)計(jì).醫(yī)藥工程設(shè)計(jì),1994,(5)

3華南工學(xué)院等編.發(fā)酵工程與設(shè)備.輕工業(yè)出版社,1981

4沈榮度.抗菌素生產(chǎn)的空氣減濕及節(jié)能.醫(yī)藥工程設(shè)計(jì),1981,(1)

5華東化工學(xué)院.抗生素生產(chǎn)設(shè)備(上冊(cè)).1980為生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)。壓縮空氣凈化系統(tǒng)流程為了滿足各生產(chǎn)和科研部門對(duì)壓縮空氣潔凈等級(jí)的高端規(guī)定，通常對(duì)壓縮空氣進(jìn)行凈化解決。圖1例舉了一般用途的壓縮空氣凈化流程，圖2例舉了應(yīng)用于不同領(lǐng)域WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器傳統(tǒng)式壓縮空氣凈化工藝流程對(duì)照。以下就圖1發(fā)酵工業(yè)傳統(tǒng)模式壓縮空氣凈化流程為列，簡述如下。空壓機(jī)（1）采集自然界的大氣，經(jīng)壓縮后高溫高濕的壓縮空氣一方面送至貯氣罐（2），貯氣罐的作用一是減少流速，使部分油水、塵埃沉降，并經(jīng)罐底閥排出；二是消除減緩供氣系統(tǒng)內(nèi)氣流的脈沖，使后置設(shè)備更好的發(fā)揮各自的功效。經(jīng)貯氣罐排出的氣體進(jìn)入第一冷卻器（3），減少氣體溫度，使壓縮空氣中過飽和的水汽冷凝析出，并經(jīng)油水分離器（4）分離后排出。同理，第二冷卻器（5）及第二油水分離器（6）是進(jìn)一步使空壓氣體降溫，進(jìn)一步排出油水。接下來，排除油水的壓縮空氣進(jìn)入除霧器（7），除霧器的作用是將壓縮空氣中油水分離器（4）（6）分離不掉的微細(xì)的液態(tài)霧滴，在除霧器（7）除霧絲網(wǎng)的作用下，攔截并重新聚集，使細(xì)小的顆粒，重新團(tuán)聚變大，并在重力的作用下，沉降排除。通過除油水的壓縮空氣，雖然已去除了液態(tài)的油水，但此時(shí)的空氣濕度仍處在飽和狀態(tài)，即空氣濕度為100％，此時(shí)壓縮空氣直接進(jìn)入過濾層，如遇溫度下降，仍有也許重新析出水滴，使過濾層受潮，影響凈化效果。通過除油水的壓縮空氣，一方面進(jìn)入加熱器（8），經(jīng)電熱或蒸汽加熱（兩者取其一），在壓力不變單位體積內(nèi)含濕量不變的前提下，使空氣溫度升高，此時(shí)相對(duì)濕度減少，即不會(huì)重新出現(xiàn)霧滴或水滴，使空氣在完全干燥的情況下，進(jìn)入高效過濾器（9）。高效過濾器的作用是，通過填充在高效過濾器中的纖維性濾材、活性碳等，可濾除空氣中的塵埃、雜質(zhì)、異味等，其過濾原理有：攔截、碰撞、吸附、靜電吸附等。99％以上幾何尺寸較大的＞0.5μ塵埃粒子均在此被截獲。經(jīng)粗濾器凈化后的壓縮空氣，最后進(jìn)入除菌精濾器（10）。除菌精濾器內(nèi)置有超細(xì)玻璃纖維過濾介質(zhì)＞0.03μ的塵埃粒子的去除率高達(dá)99.999％。即可去除壓縮空氣中的塵埃粒子及雜菌。目前市場(chǎng)上出售的成套壓縮空氣凈化設(shè)備，其原理大至相同，每臺(tái)設(shè)備均有不同的作用和功能，依據(jù)用氣單位對(duì)壓縮空氣質(zhì)量的不同規(guī)定，配置與之相應(yīng)的凈化裝置換。為獲取清潔的壓縮空氣以滿足生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的需要，除必需的空壓機(jī)及貯氣罐外，還要安裝5～7臺(tái)單體設(shè)備，方能完畢壓縮空氣凈化過程(詳見圖2WLKJ-2型自冷組合式壓縮空氣凈化器與一般用途壓縮空氣凈化流程對(duì)照)。顯然，這種工藝流程設(shè)備多，占地面積大，能耗高，故障多。壓縮空氣凈化與壓縮空氣凈化器摘要：本文具體介紹了壓縮空氣中塵埃、油、水、細(xì)菌的由來，壓縮空氣的除水原理，壓縮空氣凈化系統(tǒng)流程，WLKJ-2型自冷組合式壓縮空氣凈化器結(jié)構(gòu)與凈化機(jī)理，WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器的重要特點(diǎn)，WLKJ-2系列壓縮空氣凈化器的規(guī)格型號(hào)及應(yīng)用范圍等。關(guān)鍵詞：壓縮空氣凈化絕熱膨脹環(huán)保節(jié)能一壓縮空氣中塵埃、油、水、細(xì)菌的由來我們知道大氣的重要成份是氦氣，約占78%，另一方面是氧氣，約占21%，二氧化碳占0.25%，其余為其他氣體和雜質(zhì)等。其它氣體包含人們常說的氦、氖、氬、氙、氪等微量氣體以及水蒸氣。其它雜質(zhì)指飄浮于空氣中的灰塵、細(xì)菌、氣溶劑等。在通常情況下，空氣是無色透明的，我們用肉眼在不經(jīng)意中很難看到空氣中的雜質(zhì)。假如一縷陽光照射到屋內(nèi)，此時(shí)你可以看到原本透明的空氣，在陽光的照射下，塵埃經(jīng)光線折射、反射等作用，明顯地飄浮于空氣中，大大小小、密密麻麻。經(jīng)科學(xué)記錄，在室內(nèi)環(huán)境下，每立方米的空氣中，大于0.5μ以上的塵埃粒子數(shù)大約為4000萬～5000萬個(gè)。而依附于塵埃粒子中的細(xì)菌更是不計(jì)其數(shù)。在空壓機(jī)的作用下，假如不考慮與外界的熱互換，依據(jù)相關(guān)公式的計(jì)算，原本常壓狀態(tài)下的4.8米3的空氣，經(jīng)壓縮至0.8Mpa（表壓）時(shí)，其體積最終被壓縮成1米3。僅此過程即可得知，經(jīng)壓縮后的0.8Mpa壓力的氣體，每立方米將會(huì)有19200萬～24000萬個(gè)大于0.5μ以上的塵埃粒子。除此之外，大氣在被壓縮的過程中，又帶入了空壓機(jī)的潤滑油和機(jī)械性磨屑。根據(jù)空氣熱力學(xué)原理，經(jīng)壓縮后的空氣將會(huì)有大量的過飽和的水蒸氣重新還原成水滴被排出。二壓縮空氣的除水原理壓縮空氣中的水分來自大氣。大氣中一般總具有一定量的以汽態(tài)存在的水分，當(dāng)空氣中的水汽過多，超過其飽和度（即相對(duì)濕度大于100％時(shí)，或當(dāng)空氣冷卻至露點(diǎn)溫度以下時(shí)，空氣中的水汽才會(huì)凝結(jié)成水滴析出。空氣中的水分的絕對(duì)含量可用濕含量x表達(dá)，其單位是公斤水氣／公斤干空氣，即每公斤干空氣中所具有的公斤水汽數(shù)?？諝獾南鄬?duì)濕度φ是以空氣中所含的水汽量與同溫度下空氣的最大（即飽和）含水汽量之比，或空氣中水汽的分壓與同溫度下水的飽和蒸汽壓之比，以％表達(dá)?？諝獾穆饵c(diǎn)是使具有一定量水汽的空氣冷卻至相對(duì)濕度為100％，即開始有水滴析出時(shí)的溫度。下列諸式可以用來表達(dá)空氣中水分的含量：式中φ——空氣的相對(duì)濕度，%；X——空氣的濕含量公斤水汽/公斤干空氣；ＰＷ——空氣中的水汽分壓，Pa；ＰＳ——與空氣中同溫度的水的飽和蒸汽壓，Pa；Ｐ——空氣的總壓強(qiáng)，Pa。從式（1）看，若空氣中絕對(duì)含量，即濕含量x不變，也即空氣中水汽分壓ＰＷ不變，溫度愈高，ＰＳ值愈大，φ值就愈小。反之溫度愈低，ＰＳ愈小，φ值就愈大；而當(dāng)φ值為1（100%）時(shí)，此時(shí)的溫度即為該空氣的露點(diǎn)。從式（3）可以看出，若空氣的濕含量x及溫度t（也即ＰＳ值）不變，空氣的壓強(qiáng)P愈大，則相對(duì)溫度φ也愈大。也可以根據(jù)式（3）在空氣濕含量不變，即x2=x1的條件下，導(dǎo)出下列公式：式中ρ1，ρ2——分別為原始空氣和壓縮空氣的相對(duì)濕度，%；ＰＳ1，ＰＳ2——分別為原始空氣和壓縮空氣溫度下的飽和蒸汽壓，Pa；Ｐ1，Ｐ2——分別為原始空氣和壓縮空氣的壓強(qiáng)，Pa。從式（5）看，壓縮后空氣的相對(duì)濕度φ2除了與原始空氣中的相對(duì)濕度φ1，溫度t1（決定ＰＳ1的值）及壓強(qiáng)Ｐ2有關(guān)外，也和壓縮后的溫度t2（決定ＰＳ2的值）有關(guān)。若將壓縮后的空氣冷卻至原始?xì)鉁?，即t2=t1，ＰＳ2=ＰＳ1時(shí)，壓縮空氣的相對(duì)濕度ρ2僅隨壓縮后的壓強(qiáng)Ｐ2有關(guān)，如壓縮比（Ｐ2/Ｐ1）增大多少倍，相對(duì)濕度比（φ2/φ1）也增大多少倍?？諝庠趬嚎s后的濕含量即絕對(duì)含量不變，在其未經(jīng)冷卻時(shí)，由于溫度很高，所以相對(duì)濕度很小，但當(dāng)其冷卻時(shí)，相對(duì)濕度就急劇增大。大約每減少10℃，其飽和含水量將下降50%，即有一半的水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水滴（見表1）。表1純水蒸氣的飽和蒸氣壓及濕含量溫度(℃)1009080706050403020水蒸氣分壓(Pa)1013.2701.2473.7311.8199.3123.473.8142.4623.39水蒸氣含量(g/M3)597.5423.4293.4198.2130.383.0851.2130.4017.31溫度(℃)100-10-20-30-40-50-60-70水蒸氣分壓(Pa)12.286.1082.5971.0320.37980.12830.03940.01080.0026水蒸氣含量(g/M3)9.4054.4872.1390.33850.33850.11920.03820.01010.0028由此可知，要去除壓縮空氣中的水分，一方面要對(duì)壓縮空氣進(jìn)行冷卻，經(jīng)冷卻解決后，減少了露點(diǎn)，此時(shí)會(huì)有大量多余的水分析出。盡管如此，壓縮空氣經(jīng)冷卻后，此時(shí)壓縮空氣相對(duì)濕度仍為100%，雖然有除油水設(shè)備，但該設(shè)備并不能將水滴所有除凈，此時(shí)將壓縮空氣直接送入過濾器等，極易使過濾介質(zhì)受潮，減少過濾效率，導(dǎo)致過濾失敗。正因如此，對(duì)已經(jīng)析出水的壓縮空氣重新加熱，即顯得十分必要。重新加熱后的壓縮空氣，在工況條件下相對(duì)濕度可達(dá)成60%左右，此時(shí)對(duì)后面的過濾介質(zhì)，即安全可靠了。下面介紹具體的凈化流程。三壓縮空氣凈化系統(tǒng)流程為了滿足各生產(chǎn)和科研部門對(duì)壓縮空氣潔凈等級(jí)的高端規(guī)定，通常對(duì)壓縮空氣進(jìn)行凈化解決。例舉了一般用途的壓縮空氣凈化流程，例舉了應(yīng)用于不同領(lǐng)域WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器傳統(tǒng)式壓縮空氣凈化工藝流程對(duì)照。以下就發(fā)酵工業(yè)傳統(tǒng)模式壓縮空氣凈化流程為列，簡述如下。空壓機(jī)（1）采集自然界的大氣，經(jīng)壓縮后高溫高濕的壓縮空氣一方面送至貯氣罐（2），貯氣罐的作用一是減少流速，使部分油水、塵埃沉降，并經(jīng)罐底閥排出；二是消除減緩供氣系統(tǒng)內(nèi)氣流的脈沖，使后置設(shè)備更好的發(fā)揮各自的功效。經(jīng)貯氣罐排出的氣體進(jìn)入第一冷卻器（3），減少氣體溫度，使壓縮空氣中過飽和的水汽冷凝析出，并經(jīng)油水分離器（4）分離后排出。同理，第二冷卻器（5）及第二油水分離器（6）是進(jìn)一步使空壓氣體降溫，進(jìn)一步排出油水。接下來，排除油水的壓縮空氣進(jìn)入除霧器（7），除霧器的作用是將壓縮空氣中油水分離器（4）（6）分離不掉的微細(xì)的液態(tài)霧滴，在除霧器（7）除霧絲網(wǎng)的作用下，攔截并重新聚集，使細(xì)小的顆粒，重新團(tuán)聚變大，并在重力的作用下，沉降排除。通過除油水的壓縮空氣，雖然已去除了液態(tài)的油水，但此時(shí)的空氣濕度仍處在飽和狀態(tài)，即空氣濕度為100％，此時(shí)壓縮空氣直接進(jìn)入過濾層，如遇溫度下降，仍有也許重新析出水滴，使過濾層受潮，影響凈化效果。通過除油水的壓縮空氣，一方面進(jìn)入加熱器（8），經(jīng)電熱或蒸汽加熱（兩者取其一），在壓力不變單位體積內(nèi)含濕量不變的前提下，使空氣溫度升高，此時(shí)相對(duì)濕度減少，即不會(huì)重新出現(xiàn)霧滴或水滴，使空氣在完全干燥的情況下，進(jìn)入高效過濾器（9）。高效過濾器的作用是，通過填充在高效過濾器中的纖維性濾材、活性碳等，可濾除空氣中的塵埃、雜質(zhì)、異味等，其過濾原理有：攔截、碰撞、吸附、靜電吸附等。99％以上幾何尺寸較大的＞0.5μ塵埃粒子均在此被截獲。經(jīng)粗濾器凈化后的壓縮空氣，最后進(jìn)入除菌精濾器（10）。除菌精濾器內(nèi)置有超細(xì)玻璃纖維過濾介質(zhì)＞0.03μ的塵埃粒子的去除率高達(dá)99.999％。即可去除壓縮空氣中的塵埃粒子及雜菌。目前市場(chǎng)上出售的成套壓縮空氣凈化設(shè)備，其原理大至相同，每臺(tái)設(shè)備均有不同的作用和功能，依據(jù)用氣單位對(duì)壓縮空氣質(zhì)量的不同規(guī)定，配置與之相應(yīng)的凈化裝置換。為獲取清潔的壓縮空氣以滿足生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的需要，除必需的空壓機(jī)及貯氣罐外，還要安裝5～7臺(tái)單體設(shè)備，方能完畢壓縮空氣凈化過程(詳見WLKJ-2型自冷組合式壓縮空氣凈化器與一般用途壓縮空氣凈化流程對(duì)照)。顯然，這種工藝流程設(shè)備多，占地面積大，能耗高，故障多。四WLKJ-2型自冷組合式壓縮空氣凈化器結(jié)構(gòu)與凈化機(jī)理北京微菱互信機(jī)械設(shè)備有限公司針對(duì)目前市場(chǎng)上出售的一般用途壓縮空氣凈化器，存在的各種弊端。最新開發(fā)的WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，在壓縮空氣凈化領(lǐng)域，一方面采用絕熱膨脹制冷技術(shù)，達(dá)成清除油水的目的，大大減化了壓縮空氣的流程，并且在單臺(tái)設(shè)備上即可完畢壓縮空氣凈化的目的，無論空壓機(jī)出口含油水多少，均可達(dá)成制藥和食品公司GMP對(duì)空氣質(zhì)量的最高規(guī)定，大于0.01um的雜質(zhì)被完全清除，含油量0.003mg/m3,壓縮空氣中無油、無塵、無菌，同時(shí)也可滿足對(duì)壓縮空氣有高潔凈度規(guī)定的不同用氣崗位使用。以下對(duì)WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器結(jié)構(gòu)及功能具體說明如下(見WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器結(jié)構(gòu)示意圖)：由空壓機(jī)排出的壓縮空氣，經(jīng)貯氣罐，一方面送至該凈化器進(jìn)氣口(4)。進(jìn)氣口(4)，是經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的絕熱膨脹閥，高速氣流經(jīng)此流過，運(yùn)用流體體力學(xué)和熱力學(xué)原理壓縮空氣絕熱膨脹，因壓差的變化促使壓縮空氣溫度下降至2～5℃（低于冷干機(jī)或冷水機(jī)），過飽和的水氣冷凝成液滴，與油和塵埃等混合后，與內(nèi)桶壁撞擊并分離。此后進(jìn)入油霧分離段（3）,氣流受網(wǎng)狀濾芯的阻攔，在附著、浸潤、重力等作用下微小的液滴逐漸凝聚擴(kuò)大，再次得到分離。分離后的油水最終沉降至過濾器底層，經(jīng)排污管（1）排出。清除油水后的冷卻氣體繼續(xù)上升。此時(shí)的壓縮空氣，顯然已清除掉油水，但其濕度，工況條件下仍為100%。假如溫度繼續(xù)下降，還會(huì)有霧滴出現(xiàn)，將會(huì)浸潤過濾層，嚴(yán)重時(shí)會(huì)增長阻力，最終使過濾失效。氣體流經(jīng)加熱段（5）時(shí)，空氣被加熱。此時(shí)，工況條件下，相對(duì)濕度下降，空氣變得干燥。加熱段（5）的作用，十分重要，是一般凈化流程中不具有的，加熱段（5）的另一個(gè)重要作用，是可以保持上層的超高效除油、除臭過濾段（6）和更上層的除菌過濾段（7）在干燥條件下，長期穩(wěn)定運(yùn)營。超高效除油、除臭過濾段（6）內(nèi)填充有天然纖維、人造纖維和其它吸附材料，氣流速度低于0.15～0.3m/s,之間，大大低于傳統(tǒng)設(shè)備0.5～2m/s的氣速，此時(shí)以擴(kuò)散效應(yīng)為主，并伴有碰撞、攔截、布朗運(yùn)動(dòng)等作用，經(jīng)深層過濾，0.05以上的油水及塵埃粒子被完全撲捉。＞0.01um的粒子最后被除菌過濾器（7）濾除。加熱后干燥的壓縮空氣，通過超高效除油、除臭過濾段（6）和除菌過濾器（7）后，大于0.01um的雜質(zhì)被完全清除，含油量0.003mg/m3,出口（8）排出的壓縮空氣，無油、無塵、無菌，可滿足高潔凈度規(guī)定的用氣崗位使用。此外，該凈化器還設(shè)有過濾層再生系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)再生溫度和時(shí)間，并打開再生閥門，可對(duì)過濾層進(jìn)行再生解決，清除過濾層內(nèi)的污染物，保證過濾層長期有效正常運(yùn)營。WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，帶有全自動(dòng)智能監(jiān)控系統(tǒng)（9）?？梢罁?jù)進(jìn)氣溫度，設(shè)定溫度梯度，控制排氣溫度和加熱溫度，使該凈化裝置在最佳狀況下安全、節(jié)能運(yùn)營。自控系統(tǒng)還安裝了定期排污裝置，在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)，定期排放油水，完全不用人工干預(yù)，是一種極人性化的設(shè)計(jì)。五WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器的重要特點(diǎn)1．體積小、技術(shù)含量高、占地面積省WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，是在原有WLKJ-1系列多功能組合式壓縮空氣凈化器的基礎(chǔ)上，在保證凈化器出口壓縮空氣潔凈等級(jí)不變的前提下，割除了以冷卻水為冷媒的冷卻系統(tǒng)，在壓縮空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域率先采用絕熱膨脹的熱力學(xué)原理，達(dá)成降溫制冷的目的，用于清除壓縮空氣中的油水。這項(xiàng)改善大大簡化了原壓縮空氣凈化器的結(jié)構(gòu)，提高了凈化器的技術(shù)含量。占地面積與傳統(tǒng)方式比較節(jié)省80%以上。2．無冷媒，防止了污染該凈化器與傳統(tǒng)方式的冷干機(jī)相比較，不需要消耗冷媒，有效地保護(hù)了環(huán)境。京都議定書今年已開始實(shí)行，中國作為簽約大國，應(yīng)承擔(dān)更多的義務(wù)。這也是我們?yōu)楸Ｗo(hù)環(huán)境，作出了一件實(shí)實(shí)在在的好事。3．節(jié)能與傳統(tǒng)設(shè)備相比較，由于割除了冷媒，節(jié)能效果明顯。4．無運(yùn)轉(zhuǎn)部件、無噪音污染該系列凈化器．無運(yùn)轉(zhuǎn)部件、無機(jī)械性噪音污染，更無需平常維護(hù)保養(yǎng)，可節(jié)省寶貴時(shí)間和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。5．操作簡樸、可控制性強(qiáng)、自動(dòng)化限度高、合用范圍廣事先依據(jù)不同用氣崗位用氣濕含量的規(guī)定，運(yùn)用壓差的變化，一次性調(diào)節(jié)好進(jìn)氣原始溫度、加熱溫度、溫度梯度、排氣溫度以及排污間隔時(shí)間、排污時(shí)長，將以上數(shù)據(jù)輸入自控裝置后，無需常人隨時(shí)監(jiān)控，可保證該系統(tǒng)長時(shí)間連續(xù)安全運(yùn)營，合用范圍廣泛。6.性價(jià)比高為了保證壓縮空氣的質(zhì)量，無論選用活塞機(jī)還是螺桿機(jī)，必須在空壓機(jī)至用氣崗位之間，設(shè)立壓縮空氣凈化系統(tǒng)。用于去除壓縮空氣中的油、水、塵埃、雜菌等。有的單位不惜重金購進(jìn)無油空壓機(jī)，認(rèn)為這樣就可以獲得高質(zhì)量的壓縮空氣。其實(shí)這是一個(gè)誤區(qū)。即使是購買了無油機(jī)，而排氣中的水、塵埃及雜菌等仍然存在，在壓縮空氣的雜質(zhì)總量中，水、塵埃、雜菌等約占95%以上，油最多不會(huì)超過1%，而水、塵埃、雜菌等正是清除的主體。此外，采用自潤滑材料發(fā)展的少油機(jī)或無油機(jī)，雖然減少了壓縮空氣中的含油量，同時(shí)也帶來了新的威脅，例如少油機(jī)或無油機(jī)設(shè)備檢修頻率高于有油機(jī)，同時(shí)少油機(jī)或無油機(jī)管線銹蝕加快等。WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，合用于任何一款活塞機(jī)或螺桿式空壓機(jī)，無論排氣中油水含量多少，只要通過該凈化器的解決，都可以滿足不同用氣崗位的需求。因此，該凈化器性價(jià)比高于一般凈化系統(tǒng)。7．濾材功效高，壽命長該系統(tǒng)解決方案，去除空氣中雜質(zhì)的效率高，過濾介質(zhì)使用壽命長，本公司產(chǎn)品可保證過濾介質(zhì)連續(xù)使用一年無需更換，一般使用壽命在三年以上。即使更換，其費(fèi)用低廉，更換手段便捷。8．品種多，可供選擇面大WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，備有多種規(guī)格型號(hào)，可供不同用戶選擇，依據(jù)用戶對(duì)不同流量，不同壓力規(guī)定，可選擇不同規(guī)格型號(hào)的空壓機(jī)與凈化器配合使用。該凈化器采用絕熱膨脹的原理，即瞬間加大壓力降的方法，達(dá)成降溫除油水的目的。因此，在空壓機(jī)排氣總量相同的前提下，只是改變了排氣出口的壓力，這對(duì)于出口壓力的微小變化并不會(huì)對(duì)供氣系統(tǒng)導(dǎo)致影響的單位，這無疑是一種即節(jié)能又方便的最佳選擇。而對(duì)于出口壓力要限定在一定的范圍內(nèi)的用戶而言，只需調(diào)節(jié)進(jìn)口壓力，留出足夠的降壓空間，也是可行的。由于溫度的變化及壓力的變化在WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器是可以調(diào)節(jié)的。我們也可根據(jù)客戶的特殊規(guī)定，設(shè)計(jì)專用設(shè)備，全面滿足各界朋友的最大愿望。六WLKJ-2系列壓縮空氣凈化器的規(guī)格型號(hào)及應(yīng)用范圍（詳見附表）七壓縮空氣凈化領(lǐng)域執(zhí)行的部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)將壓縮空氣凈化領(lǐng)域執(zhí)行的部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)摘錄如下：GB4830-84《工業(yè)自動(dòng)化儀表氣源壓力范圍和質(zhì)量》GB/T10893-89《壓縮空氣干燥器規(guī)范與實(shí)驗(yàn)》GBJ29-90《壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》JB/T5967-91《氣動(dòng)元件及系統(tǒng)用空氣介質(zhì)質(zhì)量等級(jí)》GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》JB/T6432-92《壓縮空氣凈化設(shè)備型號(hào)編制方法》以GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中所規(guī)定的固體粒子、水、油的不同等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：表2固體粒子尺寸和濃度的等級(jí)等級(jí)最大粒子尺寸μm最大濃度mg/m310.10.121135544010表3空氣中水蒸氣壓力露點(diǎn)等級(jí)等級(jí)最高壓力露點(diǎn)℃1-702-403-204357610表4含油量等級(jí)等級(jí)最大含油量mg/m310.0120.13145525從表2～4可以發(fā)現(xiàn)WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器的各項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)均可達(dá)成或超過本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的等級(jí)指標(biāo)，并且與市售產(chǎn)品相比較也獨(dú)具特色。八結(jié)論壓縮空氣在許多領(lǐng)域是不可缺少的重要能源。在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，壓縮空氣被廣泛使用，是僅次于電力的第二大能源。但要獲得無油、無水、無塵、無菌的壓縮空氣，以滿足不同領(lǐng)域的需要也并非是一件容易的事情。傳統(tǒng)的多臺(tái)分置式的壓縮空氣凈化裝置，在一定的范圍內(nèi)可以達(dá)成凈化空氣的規(guī)定，基本上能滿足清潔壓縮空氣的作用。但是，傳統(tǒng)模式能耗高，、占地廣、噪音大，等弊端是顯而易見的。特別是通常采用的多孔燒結(jié)式過濾介質(zhì)，載塵量低，易堵塞、壓降大，是普遍存在的弱點(diǎn)。因此使用壽命短，必需勤更換，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高。傳統(tǒng)模式也有采用冷凍干燥機(jī)用于除油水的，該機(jī)一般能耗較高、噪音大，有冷媒存在對(duì)環(huán)境也有一定的影響。此外，設(shè)備龐雜、管線長、閥門多、操作繁瑣、事故多發(fā)，容易導(dǎo)致凈化系統(tǒng)失效。與傳統(tǒng)模式相比，WLKJ—2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，集表面化學(xué)、材料科學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、熱能工程及自動(dòng)控制于一身，通過單一的組合式裝置，即可具有傳統(tǒng)模式凈化裝置的功能并更勝一籌。該設(shè)備的另一顯著特點(diǎn)是能耗低、無噪音、無污染、過濾介質(zhì)易得價(jià)廉、可長期連續(xù)使用（連續(xù)使用，保質(zhì)期最短一年）?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、發(fā)酵、冶金、電子、機(jī)械精密儀器、醫(yī)療等領(lǐng)域。該凈化器可與空氣壓縮機(jī)直接配套使用，亦可安裝在壓縮空氣分支管上，供需要高潔凈度空氣的崗位或設(shè)備使用。無論空氣壓縮機(jī)中排出的氣體中含油水多少，通過該裝置的凈化后，均可滿足壓縮空氣高質(zhì)量的規(guī)定。因此，WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器是當(dāng)前凈化器市場(chǎng)上的環(huán)保、節(jié)能型最新產(chǎn)品。參考文獻(xiàn)俞俊棠抗生素生產(chǎn)設(shè)備北京化學(xué)工業(yè)出版社1982李艷發(fā)酵工業(yè)概論北京中國輕工業(yè)出版社1999好氣性發(fā)酵節(jié)能空氣預(yù)解決系統(tǒng)再述陸飛浩

岑文學(xué)

(寧波浩邦生物技術(shù)有限公司寧波315040)摘要論述好氣性發(fā)酵節(jié)能空氣預(yù)解決系統(tǒng)特點(diǎn)，并與傳統(tǒng)系統(tǒng)比較，說明新系統(tǒng)的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞好氣性發(fā)酵

空氣預(yù)解決

氣液分離

翅片式換熱器。

根據(jù)《國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》規(guī)定，我國必須堅(jiān)持資源開發(fā)和節(jié)約并重，把節(jié)約放在首位的方針，改變經(jīng)濟(jì)增長方式?！笆晃濉睍r(shí)期，資源運(yùn)用效率要有顯著提高，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗減少20%，單位工業(yè)增長值用水量減少30%。

好氣性發(fā)酵生產(chǎn)是高耗能行業(yè)。如谷氨酸生產(chǎn)，噸產(chǎn)品水消耗30～100M3，電消耗600～1000kWh，蒸汽消耗2.5～4.5噸[1]。萬元GDP能耗約2噸標(biāo)煤，是2023全國各行業(yè)平均的1.6倍。從中還可看出，谷氨酸行業(yè)內(nèi)部消耗指標(biāo)差異也很大，因此，節(jié)能工作大有潛力可挖，推廣應(yīng)用節(jié)能新工藝、新設(shè)備很有必要。

本文提出的節(jié)能空氣預(yù)解決系統(tǒng)正是適應(yīng)國家宏觀政策規(guī)定和公司自身發(fā)展規(guī)定的新技術(shù)，通過研究開發(fā)，此節(jié)能系統(tǒng)已在部分發(fā)酵公司中應(yīng)用，并取得了良好的節(jié)能效果，簡述如下。

1．好氣性發(fā)酵用氣規(guī)定

好氣性發(fā)酵指微生物發(fā)酵過程需要氧氣，用于基質(zhì)同化、菌體生長和產(chǎn)物代謝。氧氣的來源是空氣，在發(fā)酵運(yùn)營中必須連續(xù)提供潔凈、干燥、無雜菌、有一定壓力的空氣。

2．節(jié)能無菌空氣預(yù)解決系統(tǒng)

隨著膜過濾器的應(yīng)用，使空氣凈化取得了快速進(jìn)展，而要保證膜過濾器充足發(fā)揮效能，前置空氣預(yù)解決系統(tǒng)中油水、雜質(zhì)的去除顯得尤為重要。為適應(yīng)膜過濾器的規(guī)定，通過預(yù)解決系統(tǒng)后，空氣降溫、且無油、水及其他固體雜質(zhì)。無液態(tài)水的標(biāo)志是空氣相對(duì)濕度小于100%，而膜過濾器空氣的相對(duì)濕度一般在60%以下即可達(dá)成使用規(guī)定。因此采用冷卻空氣除水然后升溫，使空氣相對(duì)濕度下降。只要將冷卻后空氣中的游離水份除盡，適當(dāng)升溫后，相對(duì)濕度就能達(dá)成膜過濾器的使用規(guī)定，所以過度的低溫冷卻和高溫加熱是不必要的，這是節(jié)能空氣預(yù)解決系統(tǒng)的基本思緒，其對(duì)的性已在生產(chǎn)實(shí)踐中得到證實(shí)。

2.1系統(tǒng)組成系統(tǒng)由翅片式冷卻器、高效臥式氣液分離器、翅片式加熱器三臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備和內(nèi)部管道、控制閥等組成。系統(tǒng)工藝流程見（圖1）

2.2系統(tǒng)特點(diǎn)

2.2.1翅片管換熱器傳熱效果好氣液間壁傳熱時(shí)，由于氣體與液體的粘度相差很大，氣體側(cè)傳熱系數(shù)要比液體側(cè)小10～50倍，因此采用翅片管增大空氣側(cè)傳熱面積，很有必要[2]。

對(duì)氣氣換熱，由于空壓機(jī)出來高溫空氣和冷卻器出來空氣溫度相差很大，兩者粘度相差也較大，同理，采用翅片管也比光管合理。2.2.2臥式氣液分離器分離效率高此設(shè)備是高效旋擊分離器的改善產(chǎn)品，在保持高效率除水效果的同時(shí)，簡化系統(tǒng)管路配置、減少阻力，更適合發(fā)酵用壓縮空氣解決特點(diǎn)。

2.2.3冷卻加熱合理組合、直接節(jié)能系統(tǒng)加熱器熱源運(yùn)用空壓機(jī)出來的高溫空氣，去加熱經(jīng)冷卻、除水后的空氣。使冷熱空氣循環(huán)互換，既節(jié)約了蒸汽，又減少了冷卻器的熱負(fù)荷，一舉兩得。

2.2.4冷卻加熱溫差幅度合理系統(tǒng)運(yùn)營時(shí)冷卻、加熱的溫差幅度以滿足最后出口空氣相對(duì)濕度50%以下為準(zhǔn)。既于此，系統(tǒng)采用高效臥式氣液分離器能將游離水份除盡，從而使空氣冷卻、加熱溫差縮小。冷卻器一般夏季也可不用冷凍水，在冬季，壓縮機(jī)后高溫空氣也能滿足加熱器的熱源規(guī)定，保證膜過濾器安全運(yùn)營。

2.2.5系統(tǒng)阻力損失低，節(jié)約電能系統(tǒng)設(shè)備外部連接處在同一直線，內(nèi)部空氣走向基本也呈直線，因此最大限度減少了阻力損失，使空壓機(jī)可在低壓力負(fù)荷下工作，減少軸功率，節(jié)約電能。

2.2.6系統(tǒng)安裝使用、維護(hù)簡便由于和傳統(tǒng)列管換熱器、旋風(fēng)分離器相比，設(shè)備高度大幅減少，安裝空間縮??；且該冷卻器可在不斷機(jī)時(shí)，清除冷卻水管內(nèi)結(jié)垢，不影響生產(chǎn)。

2.3與傳統(tǒng)系統(tǒng)的差異傳統(tǒng)系統(tǒng)（見圖2）與本節(jié)能系統(tǒng)的差異很明顯。前者一般采用循環(huán)水、冷凍水兩級(jí)冷卻，兩級(jí)除水，然后蒸汽加熱的工藝，設(shè)備采用普通列管式換熱器和旋風(fēng)分離器。此系統(tǒng)去除游離水效果差、工藝復(fù)雜、空氣流程曲折，導(dǎo)致阻力損失大；設(shè)備效率低，且冷卻、加熱幅度大，能耗高。

傳統(tǒng)系統(tǒng)形成于較早的年代，受當(dāng)時(shí)工業(yè)整體水平和經(jīng)濟(jì)理念的局限，未用膜過濾器，而用棉花、活性炭或合成纖維等介質(zhì)過濾。設(shè)備簡陋，運(yùn)營成本高且不講究節(jié)能降耗。

文獻(xiàn)[3]舉例計(jì)算了單臺(tái)300M3發(fā)酵罐，在空氣流量4500NM3/h，壓力0.4Mpa（絕壓）時(shí)，節(jié)能系統(tǒng)的年綜合節(jié)能費(fèi)用約為11.5萬元。再計(jì)入本文所述冷、熱空氣循環(huán)互換所帶來的節(jié)水費(fèi)用，以及阻力損失減小帶來的節(jié)電效果，合計(jì)將超過15萬元／年。對(duì)大型發(fā)酵公司，節(jié)能效果將更加顯著。

3．節(jié)能無菌空氣預(yù)解決系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)已在多家發(fā)酵公司中應(yīng)用，均取得了滿意的效果。其中某氨基酸廠，空氣系統(tǒng)流量150NM3/h，冷卻器后溫度約30℃，加熱器后溫度50℃以上，相對(duì)濕度小于50%，生產(chǎn)穩(wěn)定。

4．總結(jié)

4.1好氣性發(fā)酵空氣系統(tǒng)，是生產(chǎn)的重點(diǎn)，能耗大，節(jié)能潛力也較大。而本節(jié)能空氣預(yù)解決系統(tǒng)工藝合理簡潔、設(shè)備效率高。正符合好氣性發(fā)酵生產(chǎn)節(jié)能之規(guī)定。

4.2根據(jù)生產(chǎn)應(yīng)用得出：本節(jié)能空氣預(yù)解決系統(tǒng)在滿足發(fā)酵穩(wěn)定生產(chǎn)的同時(shí)，節(jié)能效果顯著。有助于節(jié)約資源和提高公司經(jīng)濟(jì)效益，值得在發(fā)酵行業(yè)推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]于信令，于軍等.氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)的調(diào)空優(yōu)化[J].發(fā)酵科技通訊，2023，（35）（1）：28－30.

[2]錢頌文.換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2023：305.

[3]陸飛浩，岑文學(xué)等.好氣性發(fā)酵的空氣凈化系統(tǒng)節(jié)能探討[J].發(fā)酵科技通訊，2023，（34）（4）：27－50.壓縮空氣凈化與壓縮空氣凈化器摘要：本文具體介紹了壓縮空氣中塵埃、油、水、細(xì)菌的由來，壓縮空氣的除水原理，壓縮空氣凈化系統(tǒng)流程，WLKJ-2型自冷組合式壓縮空氣凈化器結(jié)構(gòu)與凈化機(jī)理，WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器的重要特點(diǎn)，WLKJ-2系列壓縮空氣凈化器的規(guī)格型號(hào)及應(yīng)用范圍等。關(guān)鍵詞：壓縮空氣凈化絕熱膨脹環(huán)保節(jié)能

一壓縮空氣中塵埃、油、水、細(xì)菌的由來我們知道大氣的重要成份是氦氣，約占78%，另一方面是氧氣，約占21%，二氧化碳占0.25%，其余為其他氣體和雜質(zhì)等。其它氣體包含人們常說的氦、氖、氬、氙、氪等微量氣體以及水蒸氣。其它雜質(zhì)指飄浮于空氣中的灰塵、細(xì)菌、氣溶劑等。在通常情況下，空氣是無色透明的，我們用肉眼在不經(jīng)意中很難看到空氣中的雜質(zhì)。假如一縷陽光照射到屋內(nèi)，此時(shí)你可以看到原本透明的空氣，在陽光的照射下，塵埃經(jīng)光線折射、反射等作用，明顯地飄浮于空氣中，大大小小、密密麻麻。經(jīng)科學(xué)記錄，在室內(nèi)環(huán)境下，每立方米的空氣中，大于0.5μ以上的塵埃粒子數(shù)大約為4000萬～5000萬個(gè)。而依附于塵埃粒子中的細(xì)菌更是不計(jì)其數(shù)。在空壓機(jī)的作用下，假如不考慮與外界的熱互換，依據(jù)相關(guān)公式的計(jì)算，原本常壓狀態(tài)下的4.8米3的空氣，經(jīng)壓縮至0.8Mpa（表壓）時(shí)，其體積最終被壓縮成1米3。僅此過程即可得知，經(jīng)壓縮后的0.8Mpa壓力的氣體，每立方米將會(huì)有19200萬～24000萬個(gè)大于0.5μ以上的塵埃粒子。除此之外，大氣在被壓縮的過程中，又帶入了空壓機(jī)的潤滑油和機(jī)械性磨屑。根據(jù)空氣熱力學(xué)原理，經(jīng)壓縮后的空氣將會(huì)有大量的過飽和的水蒸氣重新還原成水滴被排出。二壓縮空氣的除水原理壓縮空氣中的水分來自大氣。大氣中一般總具有一定量的以汽態(tài)存在的水分，當(dāng)空氣中的水汽過多，超過其飽和度（即相對(duì)濕度大于100％時(shí)，或當(dāng)空氣冷卻至露點(diǎn)溫度以下時(shí)，空氣中的水汽才會(huì)凝結(jié)成水滴析出。空氣中的水分的絕對(duì)含量可用濕含量x表達(dá)，其單位是公斤水氣／公斤干空氣，即每公斤干空氣中所具有的公斤水汽數(shù)?？諝獾南鄬?duì)濕度φ是以空氣中所含的水汽量與同溫度下空氣的最大（即飽和）含水汽量之比，或空氣中水汽的分壓與同溫度下水的飽和蒸汽壓之比，以％表達(dá)?？諝獾穆饵c(diǎn)是使具有一定量水汽的空氣冷卻至相對(duì)濕度為100％，即開始有水滴析出時(shí)的溫度。下列諸式可以用來表達(dá)空氣中水分的含量：式中φ——空氣的相對(duì)濕度，%；X——空氣的濕含量公斤水汽/公斤干空氣；ＰＷ——空氣中的水汽分壓，Pa；ＰＳ——與空氣中同溫度的水的飽和蒸汽壓，Pa；Ｐ——空氣的總壓強(qiáng)，Pa。從式（1）看，若空氣中絕對(duì)含量，即濕含量x不變，也即空氣中水汽分壓ＰＷ不變，溫度愈高，ＰＳ值愈大，φ值就愈小。反之溫度愈低，ＰＳ愈小，φ值就愈大；而當(dāng)φ值為1（100%）時(shí)，此時(shí)的溫度即為該空氣的露點(diǎn)。從式（3）可以看出，若空氣的濕含量x及溫度t（也即ＰＳ值）不變，空氣的壓強(qiáng)P愈大，則相對(duì)溫度φ也愈大。也可以根據(jù)式（3）在空氣濕含量不變，即x2=x1的條件下，導(dǎo)出下列公式：式中ρ1，ρ2——分別為原始空氣和壓縮空氣的相對(duì)濕度，%；ＰＳ1，ＰＳ2——分別為原始空氣和壓縮空氣溫度下的飽和蒸汽壓，Pa；Ｐ1，Ｐ2——分別為原始空氣和壓縮空氣的壓強(qiáng)，Pa。從式（5）看，壓縮后空氣的相對(duì)濕度φ2除了與原始空氣中的相對(duì)濕度φ1，溫度t1（決定ＰＳ1的值）及壓強(qiáng)Ｐ2有關(guān)外，也和壓縮后的溫度t2（決定ＰＳ2的值）有關(guān)。若將壓縮后的空氣冷卻至原始?xì)鉁?，即t2=t1，ＰＳ2=ＰＳ1時(shí)，壓縮空氣的相對(duì)濕度ρ2僅隨壓縮后的壓強(qiáng)Ｐ2有關(guān)，如壓縮比（Ｐ2/Ｐ1）增大多少倍，相對(duì)濕度比（φ2/φ1）也增大多少倍?？諝庠趬嚎s后的濕含量即絕對(duì)含量不變，在其未經(jīng)冷卻時(shí)，由于溫度很高，所以相對(duì)濕度很小，但當(dāng)其冷卻時(shí)，相對(duì)濕度就急劇增大。大約每減少10℃，其飽和含水量將下降50%，即有一半的水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水滴（見表1）。表1純水蒸氣的飽和蒸氣壓及濕含量溫度(℃)1009080706050403020水蒸氣分壓(Pa)1013.2701.2473.7311.8199.3123.473.8142.4623.39水蒸氣含量(g/M3)597.5423.4293.4198.2130.383.0851.2130.4017.31溫度(℃)100-10-20-30-40-50-60-70水蒸氣分壓(Pa)12.286.1082.5971.0320.37980.12830.03940.01080.0026水蒸氣含量(g/M3)9.4054.4872.1390.33850.33850.11920.03820.01010.0028由此可知，要去除壓縮空氣中的水分，一方面要對(duì)壓縮空氣進(jìn)行冷卻，經(jīng)冷卻解決后，減少了露點(diǎn)，此時(shí)會(huì)有大量多余的水分析出。盡管如此，壓縮空氣經(jīng)冷卻后，此時(shí)壓縮空氣相對(duì)濕度仍為100%，雖然有除油水設(shè)備，但該設(shè)備并不能將水滴所有除凈，此時(shí)將壓縮空氣直接送入過濾器等，極易使過濾介質(zhì)受潮，減少過濾效率，導(dǎo)致過濾失敗。正因如此，對(duì)已經(jīng)析出水的壓縮空氣重新加熱，即顯得十分必要。重新加熱后的壓縮空氣，在工況條件下相對(duì)濕度可達(dá)成60%左右，此時(shí)對(duì)后面的過濾介質(zhì)，即安全可靠了。下面介紹具體的凈化流程。三壓縮空氣凈化系統(tǒng)流程為了滿足各生產(chǎn)和科研部門對(duì)壓縮空氣潔凈等級(jí)的高端規(guī)定，通常對(duì)壓縮空氣進(jìn)行凈化解決。圖1例舉了一般用途的壓縮空氣凈化流程，圖2例舉了應(yīng)用于不同領(lǐng)域WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器傳統(tǒng)式壓縮空氣凈化工藝流程對(duì)照。以下就圖1發(fā)酵工業(yè)傳統(tǒng)模式壓縮空氣凈化流程為列，簡述如下。空壓機(jī)（1）采集自然界的大氣，經(jīng)壓縮后高溫高濕的壓縮空氣一方面送至貯氣罐（2），貯氣罐的作用一是減少流速，使部分油水、塵埃沉降，并經(jīng)罐底閥排出；二是消除減緩供氣系統(tǒng)內(nèi)氣流的脈沖，使后置設(shè)備更好的發(fā)揮各自的功效。經(jīng)貯氣罐排出的氣體進(jìn)入第一冷卻器（3），減少氣體溫度，使壓縮空氣中過飽和的水汽冷凝析出，并經(jīng)油水分離器（4）分離后排出。同理，第二冷卻器（5）及第二油水分離器（6）是進(jìn)一步使空壓氣體降溫，進(jìn)一步排出油水。接下來，排除油水的壓縮空氣進(jìn)入除霧器（7），除霧器的作用是將壓縮空氣中油水分離器（4）（6）分離不掉的微細(xì)的液態(tài)霧滴，在除霧器（7）除霧絲網(wǎng)的作用下，攔截并重新聚集，使細(xì)小的顆粒，重新團(tuán)聚變大，并在重力的作用下，沉降排除。通過除油水的壓縮空氣，雖然已去除了液態(tài)的油水，但此時(shí)的空氣濕度仍處在飽和狀態(tài)，即空氣濕度為100％，此時(shí)壓縮空氣直接進(jìn)入過濾層，如遇溫度下降，仍有也許重新析出水滴，使過濾層受潮，影響凈化效果。通過除油水的壓縮空氣，一方面進(jìn)入加熱器（8），經(jīng)電熱或蒸汽加熱（兩者取其一），在壓力不變單位體積內(nèi)含濕量不變的前提下，使空氣溫度升高，此時(shí)相對(duì)濕度減少，即不會(huì)重新出現(xiàn)霧滴或水滴，使空氣在完全干燥的情況下，進(jìn)入高效過濾器（9）。高效過濾器的作用是，通過填充在高效過濾器中的纖維性濾材、活性碳等，可濾除空氣中的塵埃、雜質(zhì)、異味等，其過濾原理有：攔截、碰撞、吸附、靜電吸附等。99％以上幾何尺寸較大的＞0.5μ塵埃粒子均在此被截獲。經(jīng)粗濾器凈化后的壓縮空氣，最后進(jìn)入除菌精濾器（10）。除菌精濾器內(nèi)置有超細(xì)玻璃纖維過濾介質(zhì)＞0.03μ的塵埃粒子的去除率高達(dá)99.999％。即可去除壓縮空氣中的塵埃粒子及雜菌。目前市場(chǎng)上出售的成套壓縮空氣凈化設(shè)備，其原理大至相同，每臺(tái)設(shè)備均有不同的作用和功能，依據(jù)用氣單位對(duì)壓縮空氣質(zhì)量的不同規(guī)定，配置與之相應(yīng)的凈化裝置換。為獲取清潔的壓縮空氣以滿足生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的需要，除必需的空壓機(jī)及貯氣罐外，還要安裝5～7臺(tái)單體設(shè)備，方能完畢壓縮空氣凈化過程(詳見圖2WLKJ-2型自冷組合式壓縮空氣凈化器與一般用途壓縮空氣凈化流程對(duì)照)。顯然，這種工藝流程設(shè)備多，占地面積大，能耗高，故障多。四WLKJ-2型自冷組合式壓縮空氣凈化器結(jié)構(gòu)與凈化機(jī)理北京微菱互信機(jī)械設(shè)備有限公司針對(duì)目前市場(chǎng)上出售的一般用途壓縮空氣凈化器，存在的各種弊端。最新開發(fā)的WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，在壓縮空氣凈化領(lǐng)域，一方面采用絕熱膨脹制冷技術(shù)，達(dá)成清除油水的目的，大大減化了壓縮空氣的流程，并且在單臺(tái)設(shè)備上即可完畢壓縮空氣凈化的目的，無論空壓機(jī)出口含油水多少，均可達(dá)成制藥和食品公司GMP對(duì)空氣質(zhì)量的最高規(guī)定，大于0.01um的雜質(zhì)被完全清除，含油量<0.003mg/m3,壓縮空氣中無油、無塵、無菌，同時(shí)也可滿足對(duì)壓縮空氣有高潔凈度規(guī)定的不同用氣崗位使用。以下對(duì)WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器結(jié)構(gòu)及功能具體說明如下(見圖3WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器結(jié)構(gòu)示意圖)：由空壓機(jī)排出的壓縮空氣，經(jīng)貯氣罐，一方面送至該凈化器進(jìn)氣口(4)。進(jìn)氣口(4)，是經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的絕熱膨脹閥，高速氣流經(jīng)此流過，運(yùn)用流體體力學(xué)和熱力學(xué)原理壓縮空氣絕熱膨脹，因壓差的變化促使壓縮空氣溫度下降至2～5℃（低于冷干機(jī)或冷水機(jī)），過飽和的水氣冷凝成液滴，與油和塵埃等混合后，與內(nèi)桶壁撞擊并分離。此后進(jìn)入油霧分離段（3）,氣流受網(wǎng)狀濾芯的阻攔，在附著、浸潤、重力等作用下微小的液滴逐漸凝聚擴(kuò)大，再次得到分離。分離后的油水最終沉降至過濾器底層，經(jīng)排污管（1）排出。清除油水后的冷卻氣體繼續(xù)上升。此時(shí)的壓縮空氣，顯然已清除掉油水，但其濕度，工況條件下仍為100%。假如溫度繼續(xù)下降，還會(huì)有霧滴出現(xiàn)，將會(huì)浸潤過濾層，嚴(yán)重時(shí)會(huì)增長阻力，最終使過濾失效。氣體流經(jīng)加熱段（5）時(shí)，空氣被加熱。此時(shí)，工況條件下，相對(duì)濕度下降，空氣變得干燥。加熱段（5）的作用，十分重要，是一般凈化流程中不具有的，加熱段（5）的另一個(gè)重要作用，是可以保持上層的超高效除油、除臭過濾段（6）和更上層的除菌過濾段（7）在干燥條件下，長期穩(wěn)定運(yùn)營。超高效除油、除臭過濾段（6）內(nèi)填充有天然纖維、人造纖維和其它吸附材料，氣流速度低于0.15～0.3m/s,之間，大大低于傳統(tǒng)設(shè)備0.5～2m/s的氣速，此時(shí)以擴(kuò)散效應(yīng)為主，并伴有碰撞、攔截、布朗運(yùn)動(dòng)等作用，經(jīng)深層過濾，<0.05以上的油水及塵埃粒子被完全撲捉。＞0.01um的粒子最后被除菌過濾器（7）濾除。加熱后干燥的壓縮空氣，通過超高效除油、除臭過濾段（6）和除菌過濾器（7）后，大于0.01um的雜質(zhì)被完全清除，含油量<0.003mg/m3,出口（8）排出的壓縮空氣，無油、無塵、無菌，可滿足高潔凈度規(guī)定的用氣崗位使用。此外，該凈化器還設(shè)有過濾層再生系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)再生溫度和時(shí)間，并打開再生閥門，可對(duì)過濾層進(jìn)行再生解決，清除過濾層內(nèi)的污染物，保證過濾層長期有效正常運(yùn)營。WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，帶有全自動(dòng)智能監(jiān)控系統(tǒng)（9）?？梢罁?jù)進(jìn)氣溫度，設(shè)定溫度梯度，控制排氣溫度和加熱溫度，使該凈化裝置在最佳狀況下安全、節(jié)能運(yùn)營。自控系統(tǒng)還安裝了定期排污裝置，在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)，定期排放油水，完全不用人工干預(yù)，是一種極人性化的設(shè)計(jì)。五WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器的重要特點(diǎn)1．體積小、技術(shù)含量高、占地面積省WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，是在原有WLKJ-1系列多功能組合式壓縮空氣凈化器的基礎(chǔ)上，在保證凈化器出口壓縮空氣潔凈等級(jí)不變的前提下，割除了以冷卻水為冷媒的冷卻系統(tǒng)，在壓縮空氣凈化器技術(shù)領(lǐng)域率先采用絕熱膨脹的熱力學(xué)原理，達(dá)成降溫制冷的目的，用于清除壓縮空氣中的油水。這項(xiàng)改善大大簡化了原壓縮空氣凈化器的結(jié)構(gòu)，提高了凈化器的技術(shù)含量。占地面積與傳統(tǒng)方式比較節(jié)省80%以上。2．無冷媒，防止了污染該凈化器與傳統(tǒng)方式的冷干機(jī)相比較，不需要消耗冷媒，有效地保護(hù)了環(huán)境。京都議定書今年已開始實(shí)行，中國作為簽約大國，應(yīng)承擔(dān)更多的義務(wù)。這也是我們?yōu)楸Ｗo(hù)環(huán)境，作出了一件實(shí)實(shí)在在的好事。3．節(jié)能與傳統(tǒng)設(shè)備相比較，由于割除了冷媒，節(jié)能效果明顯。4．無運(yùn)轉(zhuǎn)部件、無噪音污染該系列凈化器．無運(yùn)轉(zhuǎn)部件、無機(jī)械性噪音污染，更無需平常維護(hù)保養(yǎng)，可節(jié)省寶貴時(shí)間和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。5．操作簡樸、可控制性強(qiáng)、自動(dòng)化限度高、合用范圍廣事先依據(jù)不同用氣崗位用氣濕含量的規(guī)定，運(yùn)用壓差的變化，一次性調(diào)節(jié)好進(jìn)氣原始溫度、加熱溫度、溫度梯度、排氣溫度以及排污間隔時(shí)間、排污時(shí)長，將以上數(shù)據(jù)輸入自控裝置后，無需常人隨時(shí)監(jiān)控，可保證該系統(tǒng)長時(shí)間連續(xù)安全運(yùn)營，合用范圍廣泛。6.性價(jià)比高為了保證壓縮空氣的質(zhì)量，無論選用活塞機(jī)還是螺桿機(jī)，必須在空壓機(jī)至用氣崗位之間，設(shè)立壓縮空氣凈化系統(tǒng)。用于去除壓縮空氣中的油、水、塵埃、雜菌等。有的單位不惜重金購進(jìn)無油空壓機(jī)，認(rèn)為這樣就可以獲得高質(zhì)量的壓縮空氣。其實(shí)這是一個(gè)誤區(qū)。即使是購買了無油機(jī)，而排氣中的水、塵埃及雜菌等仍然存在，在壓縮空氣的雜質(zhì)總量中，水、塵埃、雜菌等約占95%以上，油最多不會(huì)超過1%，而水、塵埃、雜菌等正是清除的主體。此外，采用自潤滑材料發(fā)展的少油機(jī)或無油機(jī)，雖然減少了壓縮空氣中的含油量，同時(shí)也帶來了新的威脅，例如少油機(jī)或無油機(jī)設(shè)備檢修頻率高于有油機(jī)，同時(shí)少油機(jī)或無油機(jī)管線銹蝕加快等。WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，合用于任何一款活塞機(jī)或螺桿式空壓機(jī)，無論排氣中油水含量多少，只要通過該凈化器的解決，都可以滿足不同用氣崗位的需求。因此，該凈化器性價(jià)比高于一般凈化系統(tǒng)。7．濾材功效高，壽命長該系統(tǒng)解決方案，去除空氣中雜質(zhì)的效率高，過濾介質(zhì)使用壽命長，本公司產(chǎn)品可保證過濾介質(zhì)連續(xù)使用一年無需更換，一般使用壽命在三年以上。即使更換，其費(fèi)用低廉，更換手段便捷。8．品種多，可供選擇面大WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，備有多種規(guī)格型號(hào)，可供不同用戶選擇，依據(jù)用戶對(duì)不同流量，不同壓力規(guī)定，可選擇不同規(guī)格型號(hào)的空壓機(jī)與凈化器配合使用。該凈化器采用絕熱膨脹的原理，即瞬間加大壓力降的方法，達(dá)成降溫除油水的目的。因此，在空壓機(jī)排氣總量相同的前提下，只是改變了排氣出口的壓力，這對(duì)于出口壓力的微小變化并不會(huì)對(duì)供氣系統(tǒng)導(dǎo)致影響的單位，這無疑是一種即節(jié)能又方便的最佳選擇。而對(duì)于出口壓力要限定在一定的范圍內(nèi)的用戶而言，只需調(diào)節(jié)進(jìn)口壓力，留出足夠的降壓空間，也是可行的。由于溫度的變化及壓力的變化在WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器是可以調(diào)節(jié)的。我們也可根據(jù)客戶的特殊規(guī)定，設(shè)計(jì)專用設(shè)備，全面滿足各界朋友的最大愿望。六WLKJ-2系列壓縮空氣凈化器的規(guī)格型號(hào)及應(yīng)用范圍（詳見附表）七壓縮空氣凈化領(lǐng)域執(zhí)行的部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)將壓縮空氣凈化領(lǐng)域執(zhí)行的部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)摘錄如下：GB4830-84《工業(yè)自動(dòng)化儀表氣源壓力范圍和質(zhì)量》GB/T10893-89《壓縮空氣干燥器規(guī)范與實(shí)驗(yàn)》GBJ29-90《壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》JB/T5967-91《氣動(dòng)元件及系統(tǒng)用空氣介質(zhì)質(zhì)量等級(jí)》GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》JB/T6432-92《壓縮空氣凈化設(shè)備型號(hào)編制方法》以GB/T13277-91《一般用壓縮空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中所規(guī)定的固體粒子、水、油的不同等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：表2固體粒子尺寸和濃度的等級(jí)等級(jí)最大粒子尺寸μm最大濃度mg/m310.10.121135544010表3空氣中水蒸氣壓力露點(diǎn)等級(jí)等級(jí)最高壓力露點(diǎn)℃1-702-403-204357610表4含油量等級(jí)等級(jí)最大含油量mg/m310.0120.13145525從表2～4可以發(fā)現(xiàn)WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器的各項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)均可達(dá)成或超過本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的等級(jí)指標(biāo)，并且與市售產(chǎn)品相比較也獨(dú)具特色。八結(jié)論壓縮空氣在許多領(lǐng)域是不可缺少的重要能源。在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，壓縮空氣被廣泛使用，是僅次于電力的第二大能源。但要獲得無油、無水、無塵、無菌的壓縮空氣，以滿足不同領(lǐng)域的需要也并非是一件容易的事情。傳統(tǒng)的多臺(tái)分置式的壓縮空氣凈化裝置，在一定的范圍內(nèi)可以達(dá)成凈化空氣的規(guī)定，基本上能滿足清潔壓縮空氣的作用。但是，傳統(tǒng)模式能耗高，、占地廣、噪音大，等弊端是顯而易見的。特別是通常采用的多孔燒結(jié)式過濾介質(zhì)，載塵量低，易堵塞、壓降大，是普遍存在的弱點(diǎn)。因此使用壽命短，必需勤更換，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高。傳統(tǒng)模式也有采用冷凍干燥機(jī)用于除油水的，該機(jī)一般能耗較高、噪音大，有冷媒存在對(duì)環(huán)境也有一定的影響。此外，設(shè)備龐雜、管線長、閥門多、操作繁瑣、事故多發(fā)，容易導(dǎo)致凈化系統(tǒng)失效。與傳統(tǒng)模式相比，WLKJ—2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器，集表面化學(xué)、材料科學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、熱能工程及自動(dòng)控制于一身，通過單一的組合式裝置，即可具有傳統(tǒng)模式凈化裝置的功能并更勝一籌。該設(shè)備的另一顯著特點(diǎn)是能耗低、無噪音、無污染、過濾介質(zhì)易得價(jià)廉、可長期連續(xù)使用（連續(xù)使用，保質(zhì)期最短一年）?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、發(fā)酵、冶金、電子、機(jī)械精密儀器、醫(yī)療等領(lǐng)域。該凈化器可與空氣壓縮機(jī)直接配套使用，亦可安裝在壓縮空氣分支管上，供需要高潔凈度空氣的崗位或設(shè)備使用。無論空氣壓縮機(jī)中排出的氣體中含油水多少，通過該裝置的凈化后，均可滿足壓縮空氣高質(zhì)量的規(guī)定。因此，WLKJ-2系列自冷組合式壓縮空氣凈化器是當(dāng)前凈化器市場(chǎng)上的環(huán)保、節(jié)能型最新產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)俞俊棠抗生素生產(chǎn)設(shè)備北京化學(xué)工業(yè)出版社1982李艷發(fā)酵工業(yè)概論北京中國輕工業(yè)出版社1999發(fā)酵染菌的防治-2發(fā)酵工業(yè)是運(yùn)用某種特定的微生物在一定的環(huán)境中進(jìn)行新陳代謝，從而獲得某種產(chǎn)品?，F(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)規(guī)定純種培養(yǎng)，不僅斜面、種子和培養(yǎng)基以及發(fā)酵罐、管道等須經(jīng)嚴(yán)格滅菌除去各種雜菌，并且在需氧發(fā)酵中通入的空氣也需通過除菌解決。只有這樣，才干保證生產(chǎn)不受雜菌污染，從而保證生產(chǎn)菌的旺盛生長。染菌的結(jié)果，輕者影響產(chǎn)量或產(chǎn)品質(zhì)量，重者導(dǎo)致倒罐，甚至停產(chǎn)。工業(yè)發(fā)酵中污染雜菌導(dǎo)致的損失是十分驚人的，所以必須認(rèn)真對(duì)待除菌。發(fā)酵時(shí)感染雜菌，可引起下列后果：1)

產(chǎn)生菌和雜菌同時(shí)在培養(yǎng)基中生長，結(jié)果喪失了生產(chǎn)能力；2)

在連續(xù)發(fā)酵過程中，雜菌的生長速度有時(shí)會(huì)比產(chǎn)生菌生長得更快，結(jié)果使發(fā)酵罐中以雜菌為主了；3)

雜菌會(huì)污染最終產(chǎn)品，如生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白時(shí)，從發(fā)酵液中分離出的細(xì)胞夾雜有雜菌；4)

雜菌所產(chǎn)生的物質(zhì)，使目的產(chǎn)物的提取發(fā)生困難；5)

雜菌降解了所需要的產(chǎn)物；6)

發(fā)酵時(shí)如污染噬菌體，可使產(chǎn)生菌發(fā)生溶菌現(xiàn)象。二

染菌的檢查、因素分析和防治措施1

染菌的檢查與判斷1)

顯微鏡檢查：通常用革蘭氏染色法。先用低倍鏡觀測(cè)生產(chǎn)菌的特性，然后再用高倍鏡觀測(cè)是否有雜菌存在。根據(jù)生產(chǎn)均與雜菌的特性區(qū)別，判斷是否染菌。必要時(shí)，可進(jìn)行芽孢染色和鞭毛染色。2)

平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢查法3)

肉湯培養(yǎng)檢查法：此法常用于檢查培養(yǎng)基和無菌空氣是否帶菌，也可用于噬菌體檢查，此時(shí)使用生產(chǎn)菌作為指示菌。此外，還可以從發(fā)酵過程的異常現(xiàn)象來判斷是否染菌，如溶解氧、pH值、排氣中CO2含量和菌體酶活力等變化來判斷。2

發(fā)酵染菌率和染菌因素分析發(fā)酵染菌率：指一年內(nèi)發(fā)酵染菌的批數(shù)與總投料發(fā)酵批數(shù)之比。發(fā)酵染菌率是在發(fā)酵罐中發(fā)生的染菌率，種子罐培養(yǎng)時(shí)發(fā)生的染菌若不接入發(fā)酵罐、不導(dǎo)致發(fā)酵染菌的不在計(jì)算之列。由于各種發(fā)酵的菌種、培養(yǎng)基、產(chǎn)品性質(zhì)、發(fā)酵周期、生產(chǎn)環(huán)境條件、設(shè)備和管理技術(shù)水平等不同，染菌率有很大差別。3

雜菌污染途徑及防止雜菌污染途徑及防止1)

種子帶菌。因素重要有：培養(yǎng)基及用品滅菌不徹底；菌種在移接過程中受污染；菌種在培養(yǎng)或保藏過程中受污染等。2)

無菌空氣帶菌。杜絕無菌空氣帶菌，必須從空氣凈化流程和設(shè)備的設(shè)計(jì)、過濾介質(zhì)的選用和裝填、過濾介質(zhì)的滅菌和管理等方面完善空氣凈化系統(tǒng)。3)

培養(yǎng)基和設(shè)備滅菌不徹底導(dǎo)致染菌。因素重要有：原料性狀影響滅菌效果；實(shí)罐滅菌時(shí)未能充足排出罐內(nèi)空氣；培養(yǎng)基連續(xù)滅菌時(shí)，蒸汽壓力波動(dòng)大，培養(yǎng)基未達(dá)成滅菌溫度，導(dǎo)致滅菌不徹底而污染；設(shè)備、管道存在“死角”。4)

設(shè)備滲漏引起染菌。發(fā)酵設(shè)備、管道、閥門、的長期使用，由于腐蝕、磨擦和振動(dòng)等因素，往往導(dǎo)致滲漏。5)

操作失誤和技術(shù)管理不善也會(huì)引起染菌。如移種時(shí)或發(fā)酵過程罐內(nèi)壓力跌零，使外界空氣進(jìn)入而染菌；泡沫頂蓋而導(dǎo)致污染；壓縮空氣壓力忽然下降，使發(fā)酵液倒流入空氣過濾器而導(dǎo)致污染等等。對(duì)噬菌體的防治措施1)

定期檢查噬菌體并采用有效措施消滅噬菌體。當(dāng)發(fā)酵生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了噬菌體的危害后，應(yīng)立即在車間的各個(gè)工段及發(fā)酵罐的空氣過濾系統(tǒng)、發(fā)酵液和排氣口、污水排放處以及車間周邊的環(huán)境中進(jìn)行取樣檢測(cè)，從中找出噬菌體較集中的地方繼而采用相應(yīng)的措施。如對(duì)種子室和搖床間可采用甲醛熏蒸及紫外線解決的方法消滅噬菌體和雜菌。對(duì)常用器皿及發(fā)酵罐體表面，可采用新潔而滅及石炭酸溶液噴霧或擦洗。發(fā)酵系統(tǒng)則可采用改善空氣過濾裝置和蒸汽滅菌的方法。2)

檢查生產(chǎn)系統(tǒng)，消除各種不安全因素。在發(fā)酵生產(chǎn)中，當(dāng)連續(xù)發(fā)生噬菌體污染后，往往在空氣過濾裝置及發(fā)酵罐底部、內(nèi)壁、夾層以及管道和閥門接口等處容易存在蒸汽不能直接進(jìn)入滅菌的死角，必須及早查出隱患，定期更換空氣過濾器中過濾材料并改善工藝和設(shè)備，杜絕發(fā)酵液中的活菌和也許存在的噬菌體向周邊的環(huán)境排放，徹底消除各種不安全因素，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。3)

選育抗噬菌體菌株和輪換使用生產(chǎn)菌株。選育抗噬菌體菌株是一種有效的手段，所獲得的抗性菌株既要有較全面的抗性，并能保持原有的生產(chǎn)能力。對(duì)有的菌種在選育中很難做到既有抗性又能保持原有的生產(chǎn)能力。在也許情況下，針對(duì)噬菌體對(duì)侵染寄主具有專一性的特點(diǎn)，采用輪換使用生產(chǎn)菌株的方法，也可防止噬菌體的蔓延和危害，使生產(chǎn)得以正常進(jìn)行。4)

應(yīng)急的挽救措施。在發(fā)酵生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)了噬菌體污染時(shí)，一方面必須取樣檢查，并根據(jù)各種異?，F(xiàn)象作出對(duì)的的判斷，盡也許快地采用相應(yīng)的挽救措施。常用的應(yīng)急方法有以下幾種：①

加入少量藥物用以阻止噬菌體吸附或克制噬菌體蛋白質(zhì)的合成及增殖。前者多系螯合劑如草酸及檸檬酸等；后者是一些抗生素，僅合用于耐藥的生產(chǎn)菌株，由于成本較高，無法在較大的發(fā)酵罐中使用。②

當(dāng)生產(chǎn)進(jìn)行中污染了噬菌體時(shí)，可補(bǔ)入適量的新鮮發(fā)酵培養(yǎng)基或促使菌種生長的生長因子（如玉米漿、酵母膏等），有助于菌種生長，克制噬菌體的增殖，使發(fā)酵得以順利進(jìn)行。③

大量補(bǔ)接種子液或重新接種抗性菌種培養(yǎng)液，以便繼續(xù)發(fā)酵制終點(diǎn)，防止倒灌，盡也許地減少因噬菌體污染所導(dǎo)致的損失。在補(bǔ)種之前也可對(duì)已感染了噬菌體的的發(fā)酵液低溫滅菌?？諝獬O(shè)備摘要糾錯(cuò)編輯摘要空氣除菌設(shè)備以優(yōu)異的聚偏二氟乙烯（PVDF）微孔濾膜作為過濾介質(zhì)，采用特殊的折疊及熱熔工藝制成，具有過濾精度高、流量大、耐溫性好、疏水性強(qiáng)、負(fù)靜電性強(qiáng)、節(jié)點(diǎn)少、安裝更換方便等特點(diǎn)，是空氣凈化、除菌系統(tǒng)抱負(fù)的過濾設(shè)備，可廣泛用于發(fā)酵工業(yè)空氣的無菌過濾及電子工業(yè)、生物工程、精密機(jī)械儀器等行業(yè)的氣體凈化?？諝獬O(shè)備-簡介

空氣除菌設(shè)備在發(fā)酵工業(yè)中，絕大多數(shù)是運(yùn)用好氣性\o"微生物"微生物進(jìn)行純種培養(yǎng)，\o"空氣"空氣則是微生物生長和代謝必不可少的條件。但空氣中具有各種各樣的微生物，這些微生物隨著空氣進(jìn)入培養(yǎng)液，在適宜的條件下，它們會(huì)迅速大量繁殖，消耗大量的\o"營養(yǎng)"營養(yǎng)物質(zhì)并產(chǎn)生各種\o"代謝"代謝產(chǎn)物；干擾甚至破壞預(yù)定發(fā)酵的正常進(jìn)行，使發(fā)酵產(chǎn)率下降，甚至徹底失敗。因此，無菌空氣的制備就成為發(fā)酵工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?？諝鈨艋姆椒ê芏?，但各種方法的除菌效果、設(shè)備條件和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)各不相同。實(shí)際生產(chǎn)中所需的除菌限度根據(jù)發(fā)酵工藝規(guī)定而定，既要避免染茵，又要盡量簡化除菌流程，以減少設(shè)備投資和正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力消耗。合理選擇除菌方法，決定除菌流程以及選用和設(shè)計(jì)滿足生產(chǎn)需要的除菌設(shè)備等?？諝獬O(shè)備-原理

空氣除菌設(shè)備發(fā)酵工廠采用的空氣過濾設(shè)備大多數(shù)是深層\o"過濾器"過濾器和玻璃纖維過濾紙過濾器，所用的過濾介質(zhì)一般是\o"棉花"棉花、\o"活性炭"活性炭，也有用玻璃纖維、\o"焦炭"焦炭和超細(xì)\o"玻璃纖維"玻璃纖維、維\o"尼龍"尼龍等。對(duì)不同的材料、不同規(guī)格、不同填充情況，都會(huì)得到不同的過濾效果。

空氣溶膠的過濾除菌原理與通常的過濾原理不同樣，一方面是由于空氣溶膠中氣體引力較小，且微粒很小，常見懸浮于空氣中的微生物粒子在0．5~2μm之間，深層過濾所用的過濾介質(zhì)----棉花的纖維直徑一般為16~20μm，填充系數(shù)為8％時(shí)，棉花纖維所形成的孔隙為20~50μm；\o"超細(xì)玻璃纖維濾板"超細(xì)玻璃纖維濾板因纖維直徑很小，為1~1．5μm，濕法抄制緊密度較大，所形成的網(wǎng)格孔隙為0．5~5μm。微粒隨氣流通過濾層時(shí)，濾層\o"纖維"纖維所形成的網(wǎng)格阻礙氣流直線前進(jìn)，使氣流無數(shù)次改變運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向，繞過纖維前進(jìn)。這些改變引起微粒對(duì)濾層纖維產(chǎn)生慣性沖擊、重力沉降、阻攔、布朗擴(kuò)散、靜電吸引等作用而將微粒滯留在纖維表面上。一、慣性捕集作用

在過濾器中的濾層交錯(cuò)著無數(shù)的纖維，仿佛形成層層的網(wǎng)格，隨著纖維直徑減小，充填\o"密度"密度的增大，所形成的網(wǎng)格就越緊密，網(wǎng)格的層數(shù)也就越多，纖維間的間隙就越小。當(dāng)帶有微生物的空氣通過濾層時(shí)，無論順纖維方向流動(dòng)或是垂直于纖維方向流動(dòng)，僅能從纖維的間隙通過。由于纖維交錯(cuò)所阻迫，使空氣要不斷改變運(yùn)動(dòng)方向和速度才干通過濾層。當(dāng)微粒隨\o"氣流"氣流以一定速度垂直向纖維方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，因\o"障礙"障礙物(\o"介質(zhì)"介質(zhì))的出現(xiàn)，空氣流線由直線變成曲線，即當(dāng)氣流忽然改變方向時(shí)，沿空氣流線運(yùn)動(dòng)的微粒由于慣性作用仍然繼續(xù)以直線前進(jìn)。慣性使它離開主導(dǎo)氣流；走的是\o"虛線"虛線的軌跡。氣流寬度以內(nèi)的粒子，與介質(zhì)碰撞而被捕集。這種捕集由于微粒直沖到纖維表面，因摩擦粘附，微粒就滯留在纖維表面上，這稱為\o"慣性沖擊滯留作用"慣性沖擊滯留作用。

慣性捕集是空氣過濾器除菌的重要作用，其大小取決于顆粒的動(dòng)能和纖維的阻力，也就是取決于氣流的流速。慣性力與氣流流速成正比，當(dāng)流速過低時(shí)，慣性捕集作用很小，甚至接近于零；當(dāng)空氣流速增至足夠大時(shí)，慣性捕集則起主導(dǎo)作用。

二、攔截捕集作用

氣流速度減少到慣性捕集作用接近于零時(shí)，此時(shí)的氣流速度為臨界速度。氣流速度在臨界速度以下時(shí)，微粒不能因慣性滯留于纖維上，捕集效率顯著下降。但實(shí)踐證明，隨著氣流速度的繼續(xù)下降，纖維對(duì)微粒的捕集效率又回升，說明有另一種機(jī)理在起作用，這就是\o"攔截捕集作用"攔截捕集作用。

微生物微粒直徑很小，質(zhì)量很輕，它隨低速氣流流動(dòng)慢慢靠近纖維時(shí)，微粒所在的主導(dǎo)氣流流線受纖維所阻，從而改變流動(dòng)方向，繞過纖維前進(jìn)，而在纖維的周邊形成一層邊界滯流區(qū)。滯流區(qū)的氣流速度更慢，進(jìn)到滯流區(qū)的微粒慢惕靠近和接觸纖維而被粘附滯留，稱為攔截捕集作用?？諝獬O(shè)備三、擴(kuò)散捕集作用

直徑很小的微粒在很慢的氣流中能產(chǎn)生一種不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，稱為\o"布朗擴(kuò)散"布朗擴(kuò)散。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的距離很短，在較大的氣流速度和較大熱纖維間隙中是不起作用的，但在狠慢的氣流速度和較小的纖維間隙中，擴(kuò)散作用大大增長了微粒與纖維的接觸機(jī)會(huì)，從而被捕集。

四、重力沉降作用

微粒雖小，但仍具有重力。當(dāng)微粒重力超過空氣作用于其上的浮力時(shí)，即發(fā)生一種沉降加速度。當(dāng)微粒所受的重力大于氣流對(duì)它的拖帶力時(shí)，微粒就發(fā)生沉降現(xiàn)象。就單一重力沉降而言，大顆粒比小顆粒作用顯著，一般50μm以上的顆粒沉降作用才顯著。對(duì)于小顆粒只有氣流速度很慢時(shí)才起作用。重力沉降作用一般是與攔截作用相配合，即在纖維的邊界滯留區(qū)內(nèi)。微粒的沉降作用提高了HYPERLINK"javascrip