好气性发酵需要持续的无菌压缩空气供应。经压缩机压缩后的高温空气不能直接进入发酵罐,而需要除去杂菌。受除菌膜过滤器的使用要求限制,必须对压缩空气进行预处理,通常是降温到压力露点以下,分离油、水、杂质,然后升温,使空气相对湿度降低,在相对低温、干燥的状态下进入过滤器,以使过滤器在合适的条件下,发挥高效除菌的作用。
系统作用和传统系统的缺陷
系统作用
传统系统的缺陷
传统的发酵空气预处理系统一般采用二级冷却、二级除水和蒸汽加热的方式,设备多,系统复杂。由于设备效率较低,冷却和加热的幅度较大、能耗高,且系统压力损失大、电耗高;另外由于发酵空气用量变化时,传统分离器分离效率随之波动,除水效果低下,空气质量降低。所以预处理后空气难于保证除菌过滤器的合适使用条件,从而影响除菌过滤器的使用寿命和生产的稳定性。
系统运行参数
本公司研发的节能发酵无菌空气预处理系统采用上述国内先进的新型换热器及高效卧式气液分离器等设备,组成国内先进的节能发酵无菌空气预处理系统。拥有四项国家专利,解决了上述传统系统的缺陷问题,处理后空气质量优良,发酵生产稳定性大幅提高。且可大幅降低系统设备(包括空压机)的投资成本和运行成本。
节能系统 | 传统系统 | |
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空气压缩机出口压力 (MPa,表压) | 0.12~0.4 | 0.25~0.4 |
空气冷却后温度 (℃) | 15~35 | 15~20 |
空气加热后温度 (℃) | 40~70 | 50~70 |
空气加热热源 | 压缩机出口高温空气 | 高温水、蒸汽 |
系统压力损失 (MPa) | 0.003~0.008 | 0.01~0.05 |
单位供风量功耗 (kW/ (m3/min)) | 2.5~3.5 | 3.5~5.0 |
SAS系统流程示意图
![](https://www.xbdevice.cn/wp-content/uploads/2020/03/水印-SAS系统示意图-1024x416.png)
SAS系统性能特点
1 设备高效
换热器效率高:新型换热器采用传热强化元件,适合湿空气的物理性质,且易于除垢和清洁。
分离器效率高:高效气液分离器采用组合旋击管改进型设计,不堵塞、无须维护,除水效率高达98%~99.99%,更适应节能型空气系统的处理要求。2 工艺节能
- 节约冷却水:少用或不用冷冻水或冷盐水,降低冷水机组(或冷冻机)的运行负荷;热、冷空气循环换热的措施,使冷却器负荷降低,节约冷却塔循环冷却水;冷却器管程多,进出口水温差大,可减小冷却水流量。因此总节水可达30%~75%,同时配套水循环系统的泵、风机的电耗也大幅降低。
- 节约蒸汽:冷却除水后空气须升温降湿,采用压缩空气本身热能作热源,不用蒸汽加热,同样能保证加热后空气温度和相对湿度要求。另外,因气液分离器采用改进型的高效卧式气液分离器,使空气中的冷凝水除尽,避免了传统系统中残余水份升温蒸发所需的蒸汽额外消耗。因此总节汽可达80%~100%。
- 节约电能:整个系统阻力损失极低,仅3kPa~8kPa,只有传统的10%~50%,故空压机出口压力可降低、轴功率减小,使得电耗大幅下降,一般可节约用电5%~16%。
据实际应用案例得出:相对传统系统或其他相关节能系统,本节能系统运行费用最低。
3 空气质量提高、生产稳定
由于系统设备高效、协调发挥作用,尤其高效卧式气液分离器除水效果好,在去除水的同时,将空气中的大量杂菌随水排除,空气中杂菌密度大幅降低,系统出口空气质量提高,更能发挥膜过滤器的高效功能,同时膜过滤器使用寿命延长,灭菌次数和滤芯更换次数减少,正常生产时间延长而且生产稳定性提高。
另一方面,空气加热器采用热空气循环加热,是所有热源最可靠的方式,只要空压机正常,系统稳定运行就有保证,不受空气系统以外的因素或意外影响,如当蒸汽或热水作热源时,若中断供应即影响系统运行。且空气加热器内冷热空气壳程与管程基本无压差,彻底消除了换热管开裂漏汽漏水,严重影响生产的事故。
4 系统设备呈一条直线、卧式布置,安装方便
5 热量内部平衡
系统因空气循环交换,热量内部平衡,能自适应空气流量变化和环境空气温湿度变化带来的影响,即使没有自控装置,发酵也能正常生产,因此操作维护简便。
冷却器性能特点
- 采用翅片强化传热:翅片管特殊设计制造,效率高,经久耐用。
- 壳程空气低流速,低阻力损失。
- 多管程排列,可布置如多种工艺流体(循环水,冷冻水等)多级冷却。
- 换热管立式布置,每组底部有排污口,方便排污。
高效卧式气液分离器性能特点
- 专利技术设计,全不锈钢精密制造。
- 风量波动适应性好,组合式分离元件,分离效率高达98% ~99.99%。
- 通过撞击凝聚作用有效去除气雾水。解决传统分离器除水雾难题。水份去除彻底。空气中杂菌密度大幅降低,空气质量提高。
- 较旋风分离器分离效率高出20%左右(传统旋风分离器分离效率为60%~80%),较折板式撞击除水器分离效率高出15% ~25%,较丝网除雾器分离效率稳定,压力损失小,不阻塞。
- 无易损件,免维护,生产稳定安全,使用寿命长。
加热器性能特点
- 用内部热空气作热源,无需蒸汽,当外界蒸汽故障停汽时也不影响生产,节能效果好。
- 特殊设计制造:解决了传统空气换热器传热和阻力之间互为影响之难题,换热器阻力小,换热效率高。
- 翅片管传热效率高,经久耐用。保证生产高效稳定。
- 气体热交换无压差,杜绝管子泄露,解决了蒸汽加热器或热水加热器换热管易破损泄露问题,系统安全可靠。