初识发酵用压缩空气

生物发酵工程中，有其特定的一些术语和说明，这是有别于其它一些通用工艺和设备的地方。当然，发酵用的压缩空气系统，也不例外，它和很多通用工艺工程有很多共性，也有很多要消化说明的地方。假设，根据工艺小试和中试的结果，现提供了将来发酵液体积为70m³，发酵通气比为1.2的这个条件，按1.5设计，发酵罐罐上控制罐压0.05MPa，等的这些条件，进行发酵空气系统的初步设计和了解，基于此，我们整理一些学习资料：

一、通气比换算成需要的通气量

通气比定义：每分钟通气量与罐体实际料液体积的比值，简称vvm；

通气比vvm换算成实际风量，还是很容易的，我们目前整理进了excel，只需要输入数据就可以了。在将来的工艺设备APP的程式里面可能也会有这些内容。

二、压缩空气的一些疑问

1、标况和工况的区别

标况：通常指温度为0℃（273.15K）和压强为101.325千帕（1标准大气压，760毫米汞柱），在此环境下的气体体积叫做标况量。有些是指20℃状态下的量，实际工业计算中，可能差别不大，所以就忽略了；

工况：标况相对应的是工况，“工况”是真实工作时环境状态情况；

2、标况流量和工况流量的换算

根据理想气体状态方程PV/T，假定温度不变的情况下，压力提高多少倍，体积就降低多少倍。对于绝大多少情况来说，都是可以这样估算的。但是要注意，我们的环境压力是1bar，而不是0，避免计算出现差错。

如果，一定要考虑压缩后的温度变化，可以参考外部网站进行计算，这样计算更为精确：

三、工艺流程上的压缩空气的问题

1、压缩空气的洁净度要求问题

《发酵工厂技术和实践》说，无菌空气需要达到100级水平，这个级别要求尘埃颗粒0.5μm在3粒以下。因为大多数的菌的粒径在0.3~0.5μm以上。实际上，空气过滤要求要严格得更多，0.01μm的过滤效率要求达到99.9999%。放出参考，暖通里面的洁净空气等级标准比发酵需求的空气标准考虑的因素，并不太一样：

ISO对于压缩空气处理的等级标准，里面对颗粒、油、水等都有不同要求：

从下面的某公司做的空气处理流程，可以看到，使用不同过滤器，最后达到不同的效果，我们细心的话，可以看出，它们处理后的露点较高，这样，对于发酵过程空气管道，在某些情况下，还是容易结露，造成对发酵系统的影响的。

2、压缩空气处理的工艺流程比较

A、参考《发酵工厂技术与实践》，一般空气处理流程如下：

B、参考《化工工艺设计手册 第五版(上册)》，典型的压缩空气处理流程为：

C、但是，也是位工艺的老司机朋友提醒了我，说，现在很多发酵生产需求的过程中，只要求空气50℃情况下，相对湿度60%以下就可以，我们查证后，后续的的发酵空气处理流程，节能设计如下：

从上图可以看出，最关键节能的地方就是少了空气加热器，除水后不再需要加热器，节省了热能。但是，同时问题也依然存在，就是这样的设计，其露点肯定更高，所以，管道中结露的情况肯定会更加频繁。所以，很多事情，不能是人云亦云。

3、基本流程形式的确定和设计计算

对于过程涉及到的比如吸风塔、粗滤器、精过滤器等，都可以从经验中或者设备制造商那里获取一些参数，对于工程中，空压机类型的选择，可以参阅我们文章中“空压机”的文章，进行初步筛选，对于其它过程的设计计算，也可以参阅一些计算示例，以便进一步确定。

注：上面关于压缩机的知识，我们也只能简单说个一二，我们希望，大家可以系统的看看各个方面的经典书籍和系统总结，加大知识的广大和深度。

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