发酵设备:生物发酵需要什么样的空压机和压缩空气

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上海一鸣公司简介空压机作为一种动力能源的消耗产品,其应用的范围及行业非常广泛,空压机作为工业产品类重要的能源,可称之为工业产品生产的生命气源。空压机是一种压缩气体体积并提高气体压力和输送气体的机械设备,能将气体体积缩小、压力增高、具有一定的动能,可作为机械动力或其他用途。

所有涉及发酵的过程和产业,都需要对发酵过程中的气体进行严密的监控,对空气的各项指标更是有着严格的标准。在工业发酵生产中,空气压缩机用来给发酵罐提供洁净无油的压缩空气。

一、空压机的种类

1、按所压缩气体不同分为:空气压缩机、氧气压缩机、氨压缩机、天然气压缩机等。

2、按安装工程类别划分为:活塞式压缩机、回转式螺杆压缩机、离心式压缩机(电动机驱动)等。

3、按照压缩机气体方式可分为:容积式压缩机、动力式压缩机。

1)容积式压缩机可分为:往复式(活塞式、膜式)压缩机和回转式(滑片式、螺杆式、转子式)压缩机。

2)动力式压缩机可分为:轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机。

4、按压缩次数方式可分为:单级压缩机、两级压缩机、多级压缩机。

5、按气缸的布置方式可分为:

立式空压机:气缸中心线与地面垂直布置。

角度式空压机:气缸中心线与地面成一定角度(V型、W型、L型等)

卧式空压机:气缸中心线与地面平行,气缸布置在曲轴一侧。

对动平衡式空压机:气缸中心线与地面平行,气缸对称布置在曲轴两侧。

6、按气缸的排列方法可分为:串联式压缩机、并列式压缩机、复式压缩机、对称平衡式压缩机(气缸横卧排列在曲轴轴颈互成180°的曲轴两侧,布置成H型、D型、M型,其惯性力基本能平衡(大型压缩机都朝这个方向发展)

7、按照压缩机的排气最终压力分为:

低压压缩机:排气压力在0.31.0MPa

中压压缩机:排气压力在1.010.0MPa

高压压缩机:排气压力在10.0100.0MPa

超高压压缩机:排气压力在100.0MPa以上。

8、按照压缩机排气量的大小分为:

微型压缩机:输气量在1m3/min以下

小型压缩机:输气量在110m3/min

中型压缩机:输气量在10100m3/min

大型压缩机:输气量在100m3/min以上

9、按照润滑方式分为:无油润滑压缩机、有油润滑压缩机。

10、按冷却方式分为:

水冷压缩机:指气缸带有冷却水夹套,通水冷却。

风冷压缩机:气缸外表面铸有散热片,空气冷却。

11、按传动种类分为:以电动机为动力的压缩机,以蒸汽为动力的压缩机,以内燃机为动力的压缩机,以汽轮机为动力的压缩机。

12、按动力机与压缩机之传动方法分为:刚性联轴器直接传动压缩机、挠性联轴器直接传动压缩机、减速齿轮传动压缩机、皮带传动压缩机、无曲轴——连杆机构的自由活塞式压缩机。

13、按照工作原理分为:容积型和速度型

1)容积型分为:活塞式、螺杆式、滑片式三种

2)速度型又可分为离心式、轴流式两种。

一鸣过滤:张总 13601805642

二、压缩空气在生物发酵中的应用

生物发酵生产中对空气质量的要求较高,如无菌、无油,温度、压力、湿度合适等。那么,生物发酵行业中,压缩空气系统具体需要考虑哪些因素呢?

01

节能需求突出

电耗能源成本占整个压缩机生命周期成本的80%,空气压缩机电耗占到整个发酵工厂约50%的总能耗;结合发酵工艺的运行工况和对压缩空气实际需求的特点,合理选型和搭配空气压缩机,不仅能保证产品质量,又可实现最大限度地能源节省。

根据不同微生物体生物化学反应对氧需求量和发酵工艺的特性,考虑单个发酵罐在不同发酵时间对压缩空气需求的变化,以及多个发酵罐投入运行的间隔,统计出压缩空气最大、最小和平均需求量;考虑空压机气量可调节范围,选择空压机台数和单台气量,尽量避免空压机放空或卸载状态运行,减少不必要的能源浪费。

02

压力较稳定

发酵行业的压力一般比较稳定,压力范围基本是0.3-3.5bar,绝大部分是1.8-2.5bar

空压机工作压力取决于发酵罐物料液位高度、发酵罐顶部背压、客路压降、除水/除菌装置压降。

03

所需的空压机设备类型

根据发酵行业的用气特点,所需的空压机设备分为两类:

1)低压无油空压机:包括单级压缩离心式、两级压缩离心式、低压无油螺杆、无油活塞式。

2)鼓风机:单级压缩离心式(齿轮增速、磁悬浮)、无油螺杆式、罗茨。

目前发酵应用最常见的系统配置是总管路供气、单个发酵罐前加流量调节阀调节流量。每个发酵罐前有流量调节阀,通过阀流量来控制压缩空气进罐气量,压缩机取总管网压力信号自动调节排气量。

为达到高效节能的效果,一般来说,建议采用离心式空压机和变频螺杆式空压机搭配,以及变频螺杆式和工频螺杆搭配。

这样的搭配可以充分发挥离心空压机效率高、变频螺杆调节范围大的各自优点,全流量范围调节、没有放空、没有卸载运行、可大大降低能耗。

04

除水、灭菌非常重要

为了保证进入发酵罐压缩空气无菌要求,压缩空气必须经过无菌过滤处理,为保证空气过滤器在适合的相对湿度状况下工作,要求进入发酵空气过滤器前的压缩空气升温8~10℃,所以空压站的空气出口温度应控制在20℃左右;为了减轻发酵车间空气过滤器颗粒的负担,对空压站的空气处理提出了较高的要求;第三无菌压缩空气制备是一个能耗较大的过程,空压机的出口压力高低同整个系统的设备选型设备选型和管道设计有着极大关系,因而需要综合考虑整个无菌压缩空气的制备过程,确定合适的空压机出口压力,以降低能耗。

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一鸣过滤业务范围:


微滤膜的研发生产、滤芯的制造应用、中空纤维超滤膜组件的开发制造、水处理和浓缩分离工程的设计施工、过滤器完整性测试仪的开发制造、过滤工艺的技术支持和验证服务。公司产品广泛应用于制药、食品、电子、化工、核工业等领域,现有国内外客户3000多家。


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