【壓縮機網】摘要：壓縮空氣在生物發酵過程中承擔著至關重要的作用，連續不斷地提供符合發酵所需質優價廉的空氣是動力部門的首要任務，而空氣的供應方式直接影響空氣制造成本和質量。本文結合工作實際，就生物發酵空氣供應方式進行探討。

　　文/山東魯抗醫藥股份有限公司 郭守征 李繼宏

 

　　生物發酵生產中對空氣質量的要求較高，如無菌，無油，溫度、壓力、濕度合適等。供氣設備型式的選擇、空壓廠房的規劃布局、供氣工藝路線設計等直接影響供應空氣的質量和制造成本。本文通過對不同空氣供應方式下的生產分析，指出適合生物發酵的空氣供應方案。

 

　　一、空壓機型式的選擇

　　根據生物發酵對壓縮空氣質量的要求，制備壓縮空氣的空壓機應避免采用有油或微油機型，常見的無油壓縮機有離心式、軸流式和無油螺桿式等。由于發酵生產大多規?；?，因此對空氣的需求量較大，離心式空壓機和軸流空壓機被廣泛使用。其中單軸離心式空壓機受限于葉輪的尺寸和強度，其供氣能力一般在1200Nm3/min以下，該機組葉輪多數為封閉式，機組效率相對較低，由于易損件少，葉輪強度高，維修費用較低，該機型在國內不少生物發酵企業仍在使用；軸流空壓機由于空氣在機體內沿軸向移動，流動阻力損失小，機組效率較單軸離心機組提高10%左右，該機組供氣流量一般不低于1200Nm3/min，對于空氣需求量較大、空氣負荷存在波動的場合，靜葉可調軸流空壓機應作為首選，因為該機組在部分負荷下同樣能夠高效率運行，這是離心機組無法比擬的；近年來，多軸離心空壓機組由于采用三元流高效葉輪，機組最佳工況點的效率甚至超過了軸流機組。該機組有一體式撬裝機構和分體式兩種型式，對于空氣流量超過1000Nm3/min時，該類型機組多數為分體式結構。目前多軸離心空壓機由于其效率高，維護周期間隔長等優勢正逐漸應用到發酵生產，如國內幾大專業空壓機制造商也在生產該結構型式機組。

 

　　二、空壓站及管網的規劃布局

　　空壓站作為壓縮空氣集中供應的中心，其耗電較大，為降低電纜鋪設成本，空壓站應就近變電站設置；同時為減少空氣長距離輸送造成的能量損失（壓力損失），空壓站應就近發酵生產崗位建設。對于園區面積較大，發酵廠房分散的情況，空壓站的規劃應變集中為相對分散建設，不同空壓站的供氣母管進行有效聯通，彼此進行補充供氣。根據發酵生產能力的布局，不同空壓崗位空壓機的供應能力也應做相應配置。在空壓機配置時，盡量選擇大流量高效機組，同時備用空壓機的能力要確保公司最大空壓機檢修或異常停機時，空氣供應不得影響生產。若園區發酵產品單一，對空氣的需求指標一致，只需建設一種空氣主管網即可；如果園區發酵產品有多個，且要求的供應壓力不一致，空氣系統既要滿足生產需要，又要實現經濟運行，此時應將園區的空氣管網分為高低壓兩種，其對應的空壓機配置也應做相應調整。高低壓管網采用閥門聯通，高壓管網可以為低壓管網補充空氣。實踐證明：高低壓管網分供可以較好地實現空氣系統的安全經濟運行。

 

　　三、幾種常見的空氣供應工藝路線分析

　　為實現發酵空氣無菌、無塵、無水及溫度適宜的要求，在空氣制備過程中需要相應的空壓機附屬設備，并按照一定的工藝路線完成氣體輸送?？諌簷C附屬設備包括空壓機吸氣過濾器、空氣冷卻器、汽水分離器、空氣加熱器、管路總空過濾器、無菌過濾器等。現就幾種常見的空氣供應工藝路線進行分析說明：

　　工藝路線：

 

 

 

　　以上四種工藝路線分析：

　　1、工藝路線一是目前發酵生產主要的空氣供應方式，即在氣源側（空壓機房）對壓縮后的空氣進行除濕，除濕后的空氣通過空氣管網，在進入用戶總空過濾器前使用蒸汽對空氣加熱，降低空氣相對濕度，之后經過無菌過濾器進入空氣使用點。此工藝在運行過程中，由于空壓站距離發酵車間有一段距離，當環境濕度大且空氣管道不保溫時，空氣在輸送過程中由于溫度變化，會造成管道內大量凝水出現，即使經過空氣加熱器，也經常出現用戶端總空過濾器有凝水，凝水易造成無菌過濾器失效，從而對發酵無菌生產帶來一定風險。

　　2、工藝路線二是在將空氣加熱裝置設置在空壓廠房，即先通過空冷器進行除濕，除濕后的空氣進入空氣加熱器（熱源是空壓機余熱熱水或熱空氣）降低空氣濕度，經預熱后的空氣（溫度一般45℃左右）直接進入總空過濾器進行除塵，后經無菌過濾器進入用氣點。此工藝省去了用戶端蒸汽的消耗。

　　3、工藝路線三是對工藝路線一的改進，即在用戶端進入空氣加熱器前空氣先進入汽水分離器（目的是除去空氣中因長距離輸送產生的凝水），之后空氣再經過空氣加熱器降低空氣濕度，確保進入總空過濾器的空氣為非飽和空氣，從而不會對后面的無菌過濾器造成影響，保證發酵無菌生產。

　　4、工藝路線四是對工藝路線一的改進，即將用戶端空氣加熱器安裝在總空過濾器之后，自空壓站經空氣管網輸送來的壓縮空氣在經總空過濾器除塵、除水后，再進入空氣加熱器升溫，此時空氣為不飽和狀態，避免空氣帶水對后面的無菌過濾器產生影響，更好地保證發酵的無菌生產。

 

　　結束語

　　壓縮空氣的質量和成本直接影響生物發酵產品的市場競爭力，而壓縮空氣的供應方式決定了空氣的品質和制造成本。選擇合適的空氣供應裝備及空氣供應路線有助于空氣質量和成本的控制。作為動力供應和發酵生產部門應加強溝通交流，從系統供應安全和經濟運行出發，為企業的盈利能力做出自己應有的貢獻。

 

　　作者簡介

　　郭守征（1972—），男，大學學歷，學士學位，山東魯抗醫藥股份有限公司動力車間副主任，高級工程師。

 

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