1、3 空氣的除菌及調(diào)理設(shè)備.3.1.1 空氣除菌意義：保證純種培育，殺死或除去空氣中的微生物，滿足發(fā)酵工業(yè)的要求。空氣含菌量的測定：過濾法、撞擊法、沉降法、簡易定量測定法、光散射粒子計數(shù)法除菌方法：輻射殺菌、加熱殺菌、靜電除菌、介質(zhì)過濾除菌3.1 空氣除菌設(shè)備.生物工業(yè)消費(fèi)需求干凈的環(huán)境、適宜的空氣溫度和空氣壓強(qiáng)。 干凈空間：指空氣中微粒受控制的空間。 干凈度級數(shù)(英制)：每1ft3空氣中，粒徑大于等于0.5m的最大允許粒子數(shù)。 干凈度級數(shù)(國際制)：每1m3空氣中，粒徑大于等于0.5m的最大允許粒子數(shù)的常數(shù)對數(shù)值。1立方英尺=1ft3=0.0283立方米m3=28.317升liter 1美加侖

2、(gal)= 3.785升1英加侖(gal)= 4.546升.空氣干凈級數(shù)空氣潔凈級數(shù)(英制)粒徑0.5m的最大微粒數(shù)（個/ft3）粒徑0.5m的最大微粒數(shù)（個/m3）空氣潔凈級數(shù)(國際)1001003500M3.51000100035000M4.51000010000350000M5.51000001000003500000M6.5.3.1.2空氣除菌流程 1空氣緊縮冷卻過濾流程此除菌流程是一個設(shè)備較簡單的空氣除菌流程，它由緊縮機(jī)、貯罐、空氣冷卻器和過濾器組成。 .空氣除菌流程 空氣緊縮冷卻過濾流程空氣緊縮冷卻過濾流程1-粗過濾器 2-空氣緊縮機(jī) 3-貯罐 4-冷卻器 5-過濾器過濾空氣.

3、它只能適用于那些氣候冰冷、相對濕度很低的地域。 這種流程在運(yùn)用蝸輪式空氣緊縮機(jī)或無油光滑空壓機(jī)的情況下效果是好的。 采用普通空氣緊縮機(jī)時，應(yīng)加裝絲網(wǎng)分別器先將油霧除去?？諝饩o縮冷卻過濾流程.2兩級冷卻、分別、加熱的空氣除菌流程 它可以順應(yīng)各種氣候條件，能充分地分別空氣中含有的水分，使空氣在低的相對濕度下進(jìn)入過濾器，提高過濾除菌效率。 這種流程的特點(diǎn)是：2次冷卻、2次分別、適當(dāng)加熱。此流程尤其適用于潮濕的南方地域。 .空氣除菌流程兩級冷卻、分別、加熱的空氣除菌流程旋風(fēng)分別器.3前置高效過濾除菌流程1.高效過濾器 2.空壓機(jī) 3.貯罐 4.冷卻器 5.絲網(wǎng)分別器6.加熱器 7.過濾器 . 高效前置

4、過濾除菌流程的特點(diǎn)是無菌程度高。高效前置過濾器采用泡沫塑料靜電除菌和超細(xì)纖維紙串聯(lián)運(yùn)用作過濾介質(zhì)。前置高效過濾除菌流程.4.冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程.利用熱空氣加熱冷空氣的除菌流程利用熱空氣加熱冷空氣的除菌流程1-高空采風(fēng) 2-粗過濾器 3-空壓機(jī) 4-熱交換器 5-冷卻器 6、7-旋風(fēng)分別器 8-空氣總過濾器 9-空氣分過濾器. 此流程適用于中等濕含量的地域。 其特點(diǎn)是：可省去第二冷卻分別設(shè)備和空氣再加熱設(shè)備，流程比較簡單，冷卻水用量較少，利用緊縮空氣的熱量來提高空氣溫度。 但此流程的空氣冷卻溫度和空氣分配比的關(guān)系隨所汲取空氣的參數(shù)而變化，經(jīng)常需求進(jìn)展詳細(xì)的計算而給予調(diào)理。冷熱空氣直接

5、混合式空氣除菌流程.空氣過濾除菌適用化流程 1.粗濾器 2.空壓機(jī) 3.空氣貯罐 4.沉浸式空氣冷卻器 5.油水分別器 6.二級空氣冷卻管 7.除霧器 8.空氣加熱器 9.空氣過濾器 10.金屬微孔管過濾器或上接纖維紙過濾器.第三節(jié) 緊縮空氣預(yù)處置系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)計一吸風(fēng)塔吸風(fēng)塔的高度10m。吸風(fēng)塔內(nèi)的空氣流速不能太快。8m/s.二粗過濾器作用：粗過濾器安裝在空氣緊縮機(jī)前，主要起捕集較大的灰塵顆粒，防止其進(jìn)入緊縮機(jī)而呵斥緊縮機(jī)磨損，同時也減輕總過濾器的負(fù)荷。要求：粗過濾器的過濾效率要高，阻力要小。常用的粗過濾器有：布袋過濾、填料式過濾、油浴洗滌和水霧除塵等。.布袋過濾 布袋過濾構(gòu)造最簡單，只需將濾

6、布縫制成與骨架一樣外形的布袋，緊套于焊在進(jìn)氣管的骨架上，并縫緊一切會呵斥短路的空隙。 它的過濾效率和阻力損失要視所選用的濾布特性和過濾面積而定。 布質(zhì)結(jié)實(shí)細(xì)致，那么過濾效率高，但阻力大。 最好采用毛質(zhì)絨布效果較好，現(xiàn)多采用合成纖維濾布。. 普通來說氣流速度越大，那么阻力越大，且過濾效率也低。 氣流速度普通為22.5 m3/m2min，空氣阻力大約為6001200Pa。 濾布要定期清洗，以減少阻力損失和提高過濾效率。布袋過濾.油浴洗滌空氣安裝水霧除塵安裝.三前置預(yù)過濾器 絨布或聚氨酯泡沫塑料無紡布粗過濾層亞高效過濾層流速0.5m/s流速0.20.5m/s.四空氣緊縮機(jī) 根據(jù)全廠發(fā)酵工藝所需的空氣

7、流量、抑制緊縮空氣保送過程的阻力和抑制發(fā)酵罐的液柱高度所需的壓強(qiáng)來選用空氣緊縮機(jī)型號。提供消費(fèi)用的空氣有0.20.3Mpa壓力低壓緊縮空氣。.1渦輪式空氣緊縮機(jī) 提供大量低壓空氣的最理想設(shè)備是渦輪式空氣緊縮機(jī)。 渦輪式空氣緊縮機(jī)普通由電機(jī)直接帶動渦輪，靠渦輪高速旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的“空穴景象，吸入空氣并使其獲得較高的離心力，再經(jīng)過固定的導(dǎo)輪和渦輪形機(jī)殼，使部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓后輸出。 . 渦輪式空氣緊縮機(jī)輸氣量大，輸出空氣壓力穩(wěn)定，效率高，設(shè)備緊湊，占地面積小，無易損部件，獲得的空氣不帶油霧。適用于生物工業(yè)的是低壓渦輪空氣緊縮機(jī)，出口壓力普通為0.250.5MPa。 低壓渦輪空氣緊縮機(jī)有單級的和多級的

8、，后者還可分段。輸氣量100m3/min，最大12000m3/min。渦輪式空氣緊縮機(jī). 往復(fù)式空氣緊縮機(jī)是靠活塞在汽缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動而將空氣抽吸和壓出的，因此出口壓力不夠穩(wěn)定。因氣缸內(nèi)要參與光滑活塞用的光滑油，使空氣中帶進(jìn)油霧。2往復(fù)式空氣緊縮機(jī).油霧的影響 1傳熱系數(shù)降低，給空氣冷卻帶來困難； 2油霧帶入過濾器會堵塞過濾介質(zhì)的纖維間隙而增大空氣壓力損失； 3油霧粘附在纖維外表構(gòu)成微生物微粒穿透過濾層的途徑，降低過濾效率。 . 選用無油光滑的往復(fù)式緊縮機(jī)也可處理油霧的污染和影響。 目前許多工廠采用一種簡易的方法，將現(xiàn)有的L型往復(fù)式空氣緊縮機(jī)撤除氣缸供油管道，改裝由二硫化鉬氟塑料制成的自光滑活塞

9、環(huán)。往復(fù)式空氣緊縮機(jī). 往復(fù)式空氣緊縮機(jī)有單缸、多缸之分，多缸中又有V形、W形、L形、H形對置式等氣缸陳列式。 假設(shè)以出口壓力來分類，往復(fù)式空氣緊縮機(jī)可分成高壓8100MPa、中壓18MPa及低壓1MPa以下之分。 目前國內(nèi)消費(fèi)的低壓往復(fù)式緊縮機(jī)大多是雙缸二級緊縮的。 雙缸二級緊縮機(jī)又以L形的設(shè)計最為普遍。 生物工業(yè)消費(fèi)，常把二級緊縮機(jī)的高壓氣缸改為可以單獨(dú)吸入新穎空氣的低壓氣缸。 . 采用往復(fù)式空氣緊縮機(jī)的除菌流程中需具有粗過濾器和空氣貯罐。 粗過濾器起著預(yù)先過濾大顆粒灰塵，提高緊縮機(jī)運(yùn)用壽命的作用。 空氣貯罐是作為緩沖往復(fù)式緊縮機(jī)的排氣脈沖，穩(wěn)定壓力運(yùn)用的。 .3螺桿式空氣緊縮機(jī)利用高速旋

10、轉(zhuǎn)的螺桿在汽缸里瞬時組成空腔并因螺桿的運(yùn)動把腔間內(nèi)空氣緊縮后輸出。螺桿式緊縮機(jī)分單桿緊縮機(jī)和雙螺桿緊縮機(jī)。這類緊縮機(jī)是整機(jī)安裝，占地面積小，緊縮空氣中不含油霧且排氣平穩(wěn)。因其維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)要求比較高，適宜大中型發(fā)酵企業(yè)采用。.大型空氣緊縮機(jī)空氣緊縮機(jī)為定型產(chǎn)品，可根據(jù)工藝要求的風(fēng)量、風(fēng)壓及其他性能參數(shù)，從空氣緊縮機(jī)的產(chǎn)品目錄中選擇定購。.五空氣貯罐作用：1.消除緊縮機(jī)排出空氣量的脈沖，維持穩(wěn)定的空氣壓力；2.讓高溫的空氣在貯罐里停留一定的時間，起到空氣的部分殺菌作用3.利用重力沉降作用分別部分油霧。大多數(shù)是將貯罐緊接著緊縮機(jī)安裝。. 貯罐大小按閱歷公式計算： V 0.10.2VC式中 V貯罐體積

11、，m3； Vc緊縮機(jī)的排氣量，m3min?？諝赓A罐平安閥壓力表排氣管人孔進(jìn)氣管 緊縮空氣要切向進(jìn)入空氣貯罐 有的在罐內(nèi)裝冷卻蛇管。 也有的在貯罐內(nèi)加裝導(dǎo)筒。排污閥.六空氣冷卻器空氣冷卻器的作用是使緊縮空氣除水減濕。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)空氣冷卻過程的特點(diǎn)進(jìn)展思索常用的類型有：立式列管式熱交換器、沉浸式熱交換器、噴淋式熱交換器等。設(shè)計時應(yīng)采用恰當(dāng)?shù)拇胧﹣硖岣咚慕o熱系數(shù)。最好方法是添加空氣的流速。 在計算冷卻器的熱交換量時應(yīng)留意，除了使緊縮空氣冷卻外，在析出水分的情況下還應(yīng)參與水分冷凝時所釋出的汽化潛熱。. 采用新型的板翹式熱交換器以強(qiáng)迫流動的冷空氣作為冷卻介質(zhì)，傳熱系數(shù)最大可達(dá)1260kJ/m2h。 對

12、于沉浸式和噴淋式換熱器，在設(shè)計時應(yīng)保證一定的空氣流速，普通選擇空氣流速為 510ms。.七氣液分別器 氣液分別器是將空氣中被冷凝成霧狀的水霧和油霧粒子除去的設(shè)備。 常用的有旋風(fēng)式和填料式。 旋風(fēng)式稱做旋風(fēng)分別器，是利用氣流從切線方向進(jìn)入容器時在容器內(nèi)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時產(chǎn)生的離心力場來分別重度較大的微粒。 填料式分別器又稱除霧器，是利用填料的慣性攔截作用，將空氣中的水霧和油霧分別出來。 .旋風(fēng)分別器旋風(fēng)分別器的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，制造方便 總的要求是： 旋風(fēng)分別器的直徑不要太大。 進(jìn)口的氣流速度要適當(dāng)。 .旋風(fēng)分別器的直徑不要太大。緣由：氣流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動所產(chǎn)生的離心力與分別器半徑成反比。 要分別的空氣量大時

13、，可采用多個分別器并聯(lián)。. 旋風(fēng)分別器的設(shè)計計算，普通是采用實(shí)驗(yàn)為根底的比例設(shè)計，先計算分別器的進(jìn)口截面積，再按所選定的分別器型式的尺寸比例計算出各部位的尺寸。旋風(fēng)分別器的直徑D可以用下式估算： 式中 D旋風(fēng)分別器直徑，m qv經(jīng)過旋風(fēng)分別器的空氣流量，m3/min旋風(fēng)分別器.旋風(fēng)分別器 . 進(jìn)口的氣流速度要適當(dāng)。 旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生的離心力與氣流速度的平方成正比。 氣流速度小，分別效果差； 但氣流速度過大，那么能量損失多壓降大，同時也會產(chǎn)生渦流而降低效率。 普通采用進(jìn)口氣流速度 1525ms，排氣出口氣流速度為 48ms。 . 旋風(fēng)分別器對于分別10m以上的微粒效率較高，但對10m以下的微粒分別

14、就比較困難。普通冷凝水霧粒的大小為 10200m，可選用旋風(fēng)分別器進(jìn)展分別 旋風(fēng)分別器的壓頭損失通常是5002000Pa。旋風(fēng)分別器.填料分別器 填料分別器是利用各種填料如焦炭、活性炭、瓷環(huán)、金屬絲網(wǎng)、塑料絲網(wǎng)等的慣性攔截作用分別空氣中水霧或油霧，起著進(jìn)一步凈化氣體的作用。 它們的分別效率隨它們的外表積增大而增大。 絲網(wǎng)分別器體積較小，絲網(wǎng)外表間隙小，可除去小至5m的霧狀微粒，分別效率可達(dá)9899，且阻力損失不大。 但對于霧沫濃度很大的場所，會因霧沫堵塞孔隙而增大阻力損失。.絲網(wǎng)分別器 .空氣介質(zhì)過濾除菌設(shè)備 汽液分別器. 絲網(wǎng)規(guī)格很多，常用的絲網(wǎng)由不銹鋼、鎳、鋁、銅、聚乙烯、聚丙烯、滌綸、錦

15、綸等資料制成。絲的直徑普通為0.25mm左右，也可為0.l0.4mm的扁絲。 普通將絲織成寬100150mm的網(wǎng)帶，絲網(wǎng)孔徑2080目，絲網(wǎng)介質(zhì)層高度最少為100mm，常用150mm，分別細(xì)霧時可用200300mm。普通只按商品絲網(wǎng)高度規(guī)格選取，常用高度為150mm。 . 分別器圓筒直徑按容器的空截面氣速進(jìn)展計算： m 式中 Vg經(jīng)過分別器的空氣體積流量，m3s vs空截面氣速，ms； D分別器圓筒直徑，m。. 空截面氣速約為絲網(wǎng)間隙中空氣的實(shí)踐流速的75。 空氣的實(shí)踐流速，可由下面的閱歷公式計算出允許的最大值，稱為允許氣速，其值為： m/s K值與空氣中霧沫微粒的濃度、液體的外表張力、粘度和

16、絲網(wǎng)的比外表積等要素有關(guān)，普通選K=0.067進(jìn)展設(shè)計計算。 .空氣的阻力損失 經(jīng)過分別器后空氣的阻力損失，可由下面閱歷公式進(jìn)展計算： Pa.八空氣加熱器除水以后的緊縮空氣在進(jìn)入總過濾器之前要把相對濕度降到6070，通常的方法是采用換熱器來加熱緊縮空氣到達(dá)降濕的要求空氣加熱器普通采用列管式換熱器，也有采用套管換熱器。要控制進(jìn)入發(fā)酵罐的空氣溫度最好不要超越微生物培育溫度10。.提高過濾效率的措施 1.減少進(jìn)口空氣的含菌數(shù)： (1)加強(qiáng)消費(fèi)環(huán)境的衛(wèi)生管理，減少環(huán)境空氣中的含菌量 (2)提高空氣進(jìn)口位置高空采風(fēng)，減少空氣進(jìn)口含量 (3)加強(qiáng)緊縮前的空氣預(yù)過濾。 2. 設(shè)計和安裝合理的空氣過濾器。3.

17、降低進(jìn)入總過濾器空氣的相對濕度：(1)采用無油光滑空壓機(jī)； (2)加強(qiáng)空氣的冷卻，去油水；(3)提高進(jìn)入總過濾器的空氣溫度，降低其相對濕度。.過濾介質(zhì)1.棉花2.玻璃纖維3.活性碳4.超細(xì)玻璃纖維紙5.石棉濾板6.燒結(jié)資料過濾介質(zhì)：如PVA7.新型過濾介質(zhì)：如PVDF、PTFE.過濾器的構(gòu)造纖維介質(zhì)深層過濾器深層纖維介質(zhì)空氣過濾器進(jìn)氣口壓緊架出氣口纖維介質(zhì)換熱夾套活性炭 纖維介質(zhì)主要有棉花、玻璃纖維、超細(xì)玻璃纖維。 空氣過濾器的尺寸：式中 qv空氣流過濾器時的 體積流量，m3/s; vs 空截面空氣流速，m/s。.過濾器的構(gòu)造纖維介質(zhì)深層過濾器填充物安裝順序：孔板鐵絲網(wǎng)麻布棉花麻布活性炭麻布棉

18、花麻布鐵絲網(wǎng)孔板彈簧壓緊安裝.新型過濾器的構(gòu)造JPF空氣過濾器.過濾器的構(gòu)造 YUD-Z空氣過濾器.3.2 空氣調(diào)理設(shè)備空氣調(diào)理又稱空氣調(diào)理，簡稱空調(diào)。用人為的方法處置室內(nèi)空氣的溫度、濕度、干凈度和氣流分布的技術(shù)?？墒鼓承﹫鏊@得具有一定溫度和一定濕度的空氣，以滿足運(yùn)用者及消費(fèi)過程的要求和改善勞動衛(wèi)生和室內(nèi)氣候條件。普通比較合理的流程是：先使外界空氣與控制溫度的水充分接觸，到達(dá)相應(yīng)的飽和濕度，然后將這飽和空氣加熱使其到達(dá)所需求的溫度。當(dāng)某些原始空氣的溫度和濕度過低時，可預(yù)先進(jìn)展加熱或直接通入蒸汽，以保證與水接觸時能變?yōu)轱柡涂諝狻?.空氣調(diào)理設(shè)備指的是向指定空間供應(yīng)經(jīng)過處置的空氣，以堅(jiān)持規(guī)定的溫

19、度、濕度，控制灰塵、有害氣體的含量的設(shè)備，簡稱空調(diào)設(shè)備。在空調(diào)設(shè)備中，對空氣進(jìn)展凈化、加熱或冷卻、枯燥或增濕等處置。因冷卻空氣時耗費(fèi)冷量，需用制冷機(jī)，空調(diào)設(shè)備也可看作是制冷安裝的一種。按照空調(diào)組成和調(diào)理方式不同，空調(diào)設(shè)備可分為集中式和分散式兩種。集中式空調(diào)設(shè)備適用于大型車間、劇院、商店或一座樓 空氣調(diào)理設(shè)備房、一個建筑群；分散空調(diào)設(shè)備又稱空調(diào)機(jī)組，每個或幾個房間單獨(dú)用一臺機(jī)組。 .空氣干凈級數(shù)空氣潔凈級數(shù)(英制)粒徑0.5m的最大微粒數(shù)（個/ft3）粒徑0.5m的最大微粒數(shù)（個/m3）空氣潔凈級數(shù)(國際)1001003500M3.51000100035000M4.51000010000350000M5.51000001000003500000M6.5.3.2.1 空氣調(diào)溫系統(tǒng)是一個維持車間溫度的自動化控制系統(tǒng)。由制冷機(jī)、蒸汽鍋爐、蒸發(fā)器、冷卻器、冷