基于空氣過程控制的發(fā)酵節(jié)能增產(chǎn)裝備技術(shù)研究

柴巖巖

摘 要：隨著國內(nèi)經(jīng)濟的起飛和消費水平的提升，社會對發(fā)酵行業(yè)的需求越來越大。同時來自國內(nèi)外發(fā)酵同行的競爭壓力，因此對發(fā)酵生產(chǎn)效率提出更高的要求。在發(fā)酵生產(chǎn)過程中空氣過程控制對整個生產(chǎn)過程有著至關(guān)重要的作用，直接影響著生產(chǎn)品質(zhì)和效率。在空氣過程控制中包括了空氣壓縮、空氣預處理、空氣在發(fā)酵罐中的分布以及發(fā)酵尾氣排放處理。因此本文基于空氣過程控制的四大方面過程進行發(fā)酵節(jié)能增產(chǎn)裝備技術(shù)的研究。分析空氣過程控制所需要注重的環(huán)節(jié)，為我國發(fā)酵行業(yè)的發(fā)展提供一條可持續(xù)發(fā)展的道路。

關(guān)鍵詞：好氣性發(fā)酵;旋流混合器;空氣預處理;尾氣處理;壓力損失;節(jié)能

一個高效穩(wěn)定的發(fā)酵需要一個良好的空氣過程管理?？諝庾鳛槲⑸镄玛惔x的重要元素，一個干凈無菌的空氣質(zhì)量直接決定這整個發(fā)酵成果。而一個不合格的空氣質(zhì)量不僅浪費了成本，甚至會造成染菌倒灌的嚴重后果。因此對空氣的制取、預處理、發(fā)酵罐中的利用和尾氣排放都必須嚴格控制，以防造成重大損失。

而我們針對空氣發(fā)酵過程控制的裝備技術(shù)設計應該具有這四類特性，首先是、安全穩(wěn)定，這是保證高效穩(wěn)定生產(chǎn)的前提。其次是，低耗能及低成本，這對固定資產(chǎn)投資來講可有效降低企業(yè)壓力。再次是，能有效發(fā)揮系統(tǒng)綜合能力，可有效的提高生產(chǎn)速度和產(chǎn)量。最后是，綠色排放，在如今越來約嚴格的環(huán)保政策下綠色排放是企業(yè)不可忽視的問題。因此本文基于空氣過程控制的四大方面過程進行發(fā)酵節(jié)能增產(chǎn)裝備技術(shù)的研究。

一、空氣壓縮進氣控制

發(fā)酵過程所需要的空氣的要求是很高的，我們在進行空氣壓縮時候是直接吸入加壓的，因此首要任務是對空氣源頭進行篩選。一般在有清潔風口進行采集，具有一定的高度，且要避開各種可能會造成空氣污染的環(huán)境。不然造成不干凈的空氣對預處理系統(tǒng)會和尾氣處理系統(tǒng)會造成很大的負荷。

空壓機的制約主要來自其背后管道的空氣壓力?？諌簷C是在發(fā)酵系統(tǒng)中的耗能大戶而空壓機的功率和空氣壓力成正相關(guān)的函數(shù)關(guān)系。即壓力越大功率越大，基于實踐經(jīng)驗表明，在成本和效率之間考慮一般選擇空壓力的壓力在0.2MPa為宜。

一般空壓機選擇為低壓單級壓縮機。這樣在發(fā)酵空氣低壓情況單級壓縮機可以適應工作要求。且單級壓縮機空氣出口溫度高可滿足后續(xù)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)需要。單級壓縮具有節(jié)能效果與后續(xù)預處理環(huán)節(jié)結(jié)合起來能有效的降低能耗。

二、空氣預處理控制

空氣通過壓縮必須經(jīng)過預處理控制才能進入發(fā)酵灌中，不然會因為空氣中的雜質(zhì)，水分或者雜菌的影響導致整個發(fā)酵過程的失敗，從而造成巨大的損失。所以經(jīng)過空氣壓縮的氣體需要進行加溫降低濕度、除塵、降溫除水等空氣預處理。這樣一來可以大程度的保障發(fā)酵生產(chǎn)過程的高效穩(wěn)定。

空氣預處理是關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，因此一個完善高效的空氣預處理系統(tǒng)應該是擁有高效的熱能效率調(diào)節(jié)，能夠做到徹底的除水，還能不對空氣壓強造成減低損耗最后是方便工作人員進行維修檢查。

一個完善的空氣預處理系統(tǒng)應該包括：高效的換熱器、企業(yè)分離器、利用空壓機出口的高溫空氣循環(huán)加熱冷卻后的低溫空氣，形成一套充分利用的節(jié)能環(huán)保的空氣預處理系統(tǒng)。冷卻溫度一般維持在25～30°C區(qū)間。在分水環(huán)節(jié)中采用旋風分離器分水效率比較高，排水好，不易堵塞。加熱區(qū)間在20～25°C比較安全合適。

三、發(fā)酵罐內(nèi)空氣分布控制

經(jīng)過預處理的空氣在進入發(fā)酵灌內(nèi)其溶氧的分布對生產(chǎn)發(fā)酵的高效和穩(wěn)定發(fā)揮著很關(guān)鍵的作用。因此一個良好的空氣分布控制器應該具有這四大特點，一是，在發(fā)酵罐中混合中氣體的均勻、細膩及攪拌后溢出平穩(wěn)。二是，空氣壓強損耗低，三是，分布器無流場死區(qū)，避免生產(chǎn)資料局部堆積。四是，易于清理消毒維修。

現(xiàn)在隨著技術(shù)的發(fā)展，可采用新式的準備：旋流混合器。該裝備以其良好的性能在發(fā)酵行業(yè)獲得一致好評。該裝備在溶氧、穩(wěn)定、節(jié)能方面有著出色的表現(xiàn)。

其溶氧表現(xiàn)好體現(xiàn)在罐底就讓氣液充分融合，使得起泡成乳化狀態(tài)，空氣利用率大大的提高。生產(chǎn)穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在流暢性好不易有死區(qū)，避免了生產(chǎn)資料堆積，從而產(chǎn)生污垢。以及該裝置剪切作用小，能夠?qū)薇诘膿p耗降到最低。從而延長了固定資產(chǎn)的使用年限。節(jié)能壓力主要體現(xiàn)在對空氣壓強損耗低對空氣進罐要求低，不增加空壓機的負荷從而降低能耗。

四、發(fā)酵尾氣處理控制

在發(fā)酵企業(yè)大規(guī)模的生產(chǎn)中一定要做好尾氣處理，青山綠水就是金山銀山。隨著國家對生態(tài)保護上了更高的層次后，對企業(yè)的節(jié)能減排提出更高的要求。因此必須對發(fā)酵尾氣進行處理和控制。

對尾氣處理控制，我們有兩個階段對應著兩個目標。兩個階段是指：預處理階段和除臭階段。兩個目標是指：基本控制和嚴格控制?；究刂频臉藴适俏矚庵袥]有可見的逃液，生產(chǎn)原料，代謝物等物質(zhì)。嚴格控制的標準是尾氣中沒有臭氣，沒有雜菌和其他肉眼看不見的物質(zhì)。

預處理階段，尾氣需要進行預處理才能進入下游的處理設備中去，以免造成下游設備負荷過大，從而造成環(huán)境污染進而影響企業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)安全。一般在預處理階段要達到基本控制效果一般采用：高效旋擊分離器。這種設備結(jié)構(gòu)合理，采用全不銹鋼精密加工制造，液氣分離效果好。能有效的將生產(chǎn)原料，尾氣液體，水汽等分離回流至發(fā)酵灌中。即成功的對尾氣進行了基本處理，也對原料進一步回收有效的提高產(chǎn)量。

除臭處理階段。除臭是要達到嚴格控制處理，針對其中包括了針對尾氣中的不同成分進行有效的降解，噴淋吸收，尾氣集中臭氧除臭以及尾氣集中燃燒處理。一般在尾氣處理中建議采用高溫燃燒處理，集中尾氣作為鍋爐燃燒原料不僅可通過技術(shù)處理作為引風機動力，還可以比較徹底地對有臭味的其他進行分解。這是一種經(jīng)濟有效的方法。

五、結(jié)語

我們通過空氣過程控制的四個方面分析了解到要高效穩(wěn)定的生產(chǎn)必須要科學合理的控制發(fā)酵空氣的全過程，這樣才能做到用最少的能耗，最環(huán)保的尾氣處理，和最安全的空氣預處理，最好的發(fā)酵罐空氣分布。在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時能提高企業(yè)自身的利潤水平。因此希望本文能過為我國發(fā)酵行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展發(fā)展提供可持續(xù)化的發(fā)展道路。

參考文獻：

[1]蘇順開，季新躍，鄭志永，等.新型攪拌槳用于黃原膠溶液氣液傳質(zhì)的計算流體力學模擬[J].化學工程，2010，38（10）：28-34.