基于空气过程控制的发酵节能增产装备技术研究

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　　摘 要：随着国内经济的起飞和消费水平的提升，社会对发酵行业的需求越来越大。同时来自国内外发酵同行的竞争压力，因此对发酵生产效率提出更高的要求。在发酵生产过程中空气过程控制对整个生产过程有着至关重要的作用，直接影响着生产品质和效率。在空气过程控制中包括了空气压缩、空气预处理、空气在发酵罐中的分布以及发酵尾气排放处理。因此本文基于空气过程控制的四大方面过程进行发酵节能增产装备技术的研究。分析空气过程控制所需要注重的环节，为我国发酵行业的发展提供一条可持续发展的道路。
　　关键词：好气性发酵;旋流混合器;空气预处理;尾气处理;压力损失;节能
　　一个高效稳定的发酵需要一个良好的空气过程管理。空气作为微生物新陈代谢的重要元素，一个干净无菌的空气质量直接决定这整个发酵成果。而一个不合格的空气质量不仅浪费了成本，甚至会造成染菌倒灌的严重后果。因此对空气的制取、预处理、发酵罐中的利用和尾气排放都必须严格控制，以防造成重大损失。
　　而我们针对空气发酵过程控制的装备技术设计应该具有这四类特性，首先是、安全稳定，这是保证高效稳定生产的前提。其次是，低耗能及低成本，这对固定资产投资来讲可有效降低企业压力。再次是，能有效发挥系统综合能力，可有效的提高生产速度和产量。最后是，绿色排放，在如今越来约严格的环保政策下绿色排放是企业不可忽视的问题。因此本文基于空气过程控制的四大方面过程进行发酵节能增产装备技术的研究。
　　一、空气压缩进气控制
　　发酵过程所需要的空气的要求是很高的，我们在进行空气压缩时候是直接吸入加压的，因此首要任务是对空气源头进行筛选。一般在有清洁风口进行采集，具有一定的高度，且要避开各种可能会造成空气污染的环境。不然造成不干净的空气对预处理系统会和尾气处理系统会造成很大的负荷。
　　空压机的制约主要来自其背后管道的空气压力。空压机是在发酵系统中的耗能大户而空压机的功率和空气压力成正相关的函数关系。即压力越大功率越大，基于实践经验表明，在成本和效率之间考虑一般选择空压力的压力在0.2MPa为宜。
　　一般空压机选择为低压单级压缩机。这样在发酵空气低压情况单级压缩机可以适应工作要求。且单级压缩机空气出口温度高可满足后续环节的生产需要。单级压缩具有节能效果与后续预处理环节结合起来能有效的降低能耗。
　　二、空气预处理控制
　　空气通过压缩必须经过预处理控制才能进入发酵灌中，不然会因为空气中的杂质，水分或者杂菌的影响导致整个发酵过程的失败，从而造成巨大的损失。所以经过空气压缩的气体需要进行加温降低湿度、除尘、降温除水等空气预处理。这样一来可以大程度的保障发酵生产过程的高效稳定。
　　空气预处理是关键的一个环节，因此一个完善高效的空气预处理系统应该是拥有高效的热能效率调节，能够做到彻底的除水，还能不对空气压强造成减低损耗最后是方便工作人员进行维修检查。
　　一个完善的空气预处理系统应该包括：高效的换热器、企业分离器、利用空压机出口的高温空气循环加热冷却后的低温空气，形成一套充分利用的节能环保的空气预处理系统。冷却温度一般维持在25～30°C区间。在分水环节中采用旋风分离器分水效率比较高，排水好，不易堵塞。加热区间在20～25°C比较安全合适。
　　三、发酵罐内空气分布控制
　　经过预处理的空气在进入发酵灌内其溶氧的分布对生产发酵的高效和稳定发挥着很关键的作用。因此一个良好的空气分布控制器应该具有这四大特点，一是，在发酵罐中混合中气体的均勻、细腻及搅拌后溢出平稳。二是，空气压强损耗低，三是，分布器无流场死区，避免生产资料局部堆积。四是，易于清理消毒维修。
　　现在随着技术的发展，可采用新式的准备：旋流混合器。该装备以其良好的性能在发酵行业获得一致好评。该装备在溶氧、稳定、节能方面有着出色的表现。
　　其溶氧表现好体现在罐底就让气液充分融合，使得起泡成乳化状态，空气利用率大大的提高。生产稳定性主要体现在流畅性好不易有死区，避免了生产资料堆积，从而产生污垢。以及该装置剪切作用小，能够对罐壁的损耗降到最低。从而延长了固定资产的使用年限。节能压力主要体现在对空气压强损耗低对空气进罐要求低，不增加空压机的负荷从而降低能耗。
　　四、发酵尾气处理控制
　　在发酵企业大规模的生产中一定要做好尾气处理，青山绿水就是金山银山。随着国家对生态保护上了更高的层次后，对企业的节能减排提出更高的要求。因此必须对发酵尾气进行处理和控制。
　　对尾气处理控制，我们有两个阶段对应着两个目标。两个阶段是指：预处理阶段和除臭阶段。两个目标是指：基本控制和严格控制。基本控制的标准是尾气中没有可见的逃液，生产原料，代谢物等物质。严格控制的标准是尾气中没有臭气，没有杂菌和其他肉眼看不见的物质。
　　预处理阶段，尾气需要进行预处理才能进入下游的处理设备中去，以免造成下游设备负荷过大，从而造成环境污染进而影响企业发酵生产安全。一般在预处理阶段要达到基本控制效果一般采用：高效旋击分离器。这种设备结构合理，采用全不锈钢精密加工制造，液气分离效果好。能有效的将生产原料，尾气液体，水汽等分离回流至发酵灌中。即成功的对尾气进行了基本处理，也对原料进一步回收有效的提高产量。
　　除臭处理阶段。除臭是要达到严格控制处理，针对其中包括了针对尾气中的不同成分进行有效的降解，喷淋吸收，尾气集中臭氧除臭以及尾气集中燃烧处理。一般在尾气处理中建议采用高温燃烧处理，集中尾气作为锅炉燃烧原料不仅可通过技术处理作为引风机动力，还可以比较彻底地对有臭味的其他进行分解。这是一种经济有效的方法。
　　五、结语
　　我们通过空气过程控制的四个方面分析了解到要高效稳定的生产必须要科学合理的控制发酵空气的全过程，这样才能做到用最少的能耗，最环保的尾气处理，和最安全的空气预处理，最好的发酵罐空气分布。在保证生产质量的同时能提高企业自身的利润水平。因此希望本文能过为我国发酵行业的生产发展发展提供可持续化的发展道路。
　　参考文献：
　　[1]苏顺开，季新跃，郑志永，等.新型搅拌桨用于黄原胶溶液气液传质的计算流体力学模拟[J].化学工程，2010，38（10）：28-34.
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