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生物發(fā)酵是人們借助微生物在有氧或無(wú)氧條件下的生命活動(dòng)來(lái)制備微生物菌體本身、或者直接代謝產(chǎn)物或次級(jí)代謝產(chǎn)物的過(guò)程，發(fā)酵是人類(lèi)較早接觸的一種生物化學(xué)反應(yīng)，近年來(lái)隨著工業(yè)生物技術(shù)和過(guò)程控制的進(jìn)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(guò)程。工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)中，空氣壓縮機(jī)用來(lái)給發(fā)酵罐提供潔凈無(wú)油的壓縮空氣。
電耗能源成本占整個(gè)壓縮機(jī)生命周期成本的80%，空氣壓縮機(jī)電耗占到整個(gè)發(fā)酵工廠(chǎng)約50%的總能耗；結(jié)合發(fā)酵工藝的運(yùn)行工況和對(duì)壓縮空氣實(shí)際需求的特點(diǎn)，合理選型和搭配空氣壓縮機(jī)，不僅能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又可實(shí)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(jìn)罐氣量
目前發(fā)酵應(yīng)用更常見(jiàn)的系統(tǒng)配置，每個(gè)發(fā)酵罐前有流量調(diào)節(jié)閥，通過(guò)閥流量來(lái)控制壓縮空氣進(jìn)罐氣量，壓縮機(jī)取總管網(wǎng)壓力信號(hào)自動(dòng)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(yùn)行時(shí)，氣量需求小或波動(dòng)大造成壓縮空氣放空情況。建議采用離心式空壓機(jī)和變頻螺桿式空壓機(jī)搭配，離心空壓機(jī)具有在滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)效率高，但調(diào)節(jié)范圍窄（70%--100%）的特點(diǎn)，變頻螺桿式空壓機(jī)具有調(diào)節(jié)范圍寬（30%--100%）, 偏離壓力工況運(yùn)行時(shí)，能耗可同步下降，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。在投資增加不大的情況下，兩種機(jī)型配合使用，可使壓縮空氣系統(tǒng)更具靈活性，達(dá)到高效節(jié)能的目的。
b.每個(gè)發(fā)酵罐獨(dú)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(gè)批次的發(fā)酵周期中，物料液位逐漸升高，壓縮空氣實(shí)際進(jìn)罐壓力逐漸升高、空氣實(shí)際需求量也逐漸加大，是一個(gè)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(dá)到15%--100%。
采用每個(gè)發(fā)酵罐獨(dú)立的壓縮空氣管網(wǎng)系統(tǒng)，每個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)中采用工頻和變頻螺桿空壓機(jī)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(dòng)；另外可充分發(fā)揮容積式壓縮（螺桿空壓機(jī)）功耗與壓力同步下降的性能特點(diǎn)。
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(jī)的運(yùn)行在卸載工況；達(dá)到更大限度的能耗節(jié)省。
通過(guò)實(shí)際應(yīng)用證明采用這種單罐獨(dú)立供氣系統(tǒng)，雖然設(shè)備臺(tái)數(shù)會(huì)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(bǔ)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(jī) 空壓機(jī)修訂日期：2019-09-10
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