生物發(fā)酵是人們借助微生物在有氧或無氧條件下的生命活動來制備微生物菌體本身、或者直接代謝產(chǎn)物或次級代謝產(chǎn)物的過程，發(fā)酵是人類較早接觸的一種生物化學(xué)反應(yīng)，近年來隨著工業(yè)生物技術(shù)和過程控制的進步和發(fā)展，生物發(fā)酵在食品、生物和化學(xué)工業(yè)中有了更廣泛的應(yīng)用和高速發(fā)展。

　　在某些有氧發(fā)酵工藝中，微生物菌種需要在有氧條件下完成生物氧化和代謝能過程。工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)中，空氣壓縮機用來給發(fā)酵罐提供潔凈無油的壓縮空氣。

　　電耗能源成本占整個壓縮機生命周期成本的80%，空氣壓縮機電耗占到整個發(fā)酵工廠約50%的總能耗；結(jié)合發(fā)酵工藝的運行工況和對壓縮空氣實際需求的特點，合理選型和搭配空氣壓縮機，不僅能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又可實現(xiàn)更大限度地能源節(jié)省。

a.壓縮空氣總管路、流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進罐氣量

　　目前發(fā)酵應(yīng)用更常見的系統(tǒng)配置，每個發(fā)酵罐前有流量調(diào)節(jié)閥，通過閥流量來控制壓縮空氣進罐氣量，壓縮機取總管網(wǎng)壓力信號自動調(diào)節(jié)排氣量。

　　為了避免在調(diào)試階段或部分發(fā)酵罐運行時，氣量需求小或波動大造成壓縮空氣放空情況。建議采用離心式空壓機和變頻螺桿式空壓機搭配，離心空壓機具有在滿負荷運行時效率高，但調(diào)節(jié)范圍窄（70%--100%）的特點，變頻螺桿式空壓機具有調(diào)節(jié)范圍寬（30%--100%）, 偏離壓力工況運行時，能耗可同步下降，適應(yīng)性強的特點。在投資增加不大的情況下，兩種機型配合使用，可使壓縮空氣系統(tǒng)更具靈活性，達到高效節(jié)能的目的。

b.每個發(fā)酵罐獨立的壓縮空氣系統(tǒng)

　　在一些分批投料的發(fā)酵工藝中，在一個批次的發(fā)酵周期中，物料液位逐漸升高，壓縮空氣實際進罐壓力逐漸升高、空氣實際需求量也逐漸加大，是一個變壓力、變流量的壓縮空氣使用工況，壓力和流量的變化范圍大，在有些應(yīng)用中壓力和流量的變化可達到15%--100%。

　　采用每個發(fā)酵罐獨立的壓縮空氣管網(wǎng)系統(tǒng)，每個獨立系統(tǒng)中采用工頻和變頻螺桿空壓機的組合，采用設(shè)備分階段投入和變頻調(diào)節(jié)相結(jié)合，可以完全覆蓋大的氣量需求波動；另外可充分發(fā)揮容積式壓縮（螺桿空壓機）功耗與壓力同步下降的性能特點。

　　這種系統(tǒng)完全避免了壓縮空氣降壓使用和放空，以及避免空壓機的運行在卸載工況；達到更大限度的能耗節(jié)省。

　　通過實際應(yīng)用證明采用這種單罐獨立供氣系統(tǒng)，雖然設(shè)備臺數(shù)會有所增加，但兩三年內(nèi)所節(jié)省的能耗成本完全可以彌補增加的設(shè)備投資成本。

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作者:德耐爾@德耐爾空壓機  空壓機修訂日期：2019-09-10
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