第二章发酵用压缩空气预处理及除菌设备...绝大多数工业微生物发酵都是利用好氧性微生物进行深层悬浮纯种培养过程，在培养过程中需要连续通入大量无菌空气，以供生产菌生长和合成产物之用。第一节供发酵工厂使用的无菌空气质量指标.第二节压缩空气的预处理及工艺流程设计第二节压缩空气的预处理及工艺流程设计例120℃的大气经空气压缩机的压缩，空压机空气出口压强为表压0.2MPa，问此时压缩空气的温度是多少？解：T1=273+20=293Kp1=0.101MPap2=0.301MPa，K取1.3因此从压缩机输出的高温压缩空气必须进行适当冷却，再进入总过滤器进行除菌处理。三、压缩空气的除水原理及压缩空气预处理系统的工艺流程设计1.压缩空气的除水原理压缩空气冷却到露点，即有水分析出，为了防止压缩空气把析出的水分带入总过滤器，必须在空气进入总过滤器之前把其夹带的水分除掉。空气的相对湿度、空气中的水分分压与空气中湿含量的关系如下：若空气的湿含量x、温度t不变，空气压强越大相对湿度也越大。压缩空气在预处理过程中无相变，即x1=x2，下式成立：例2空压机吸入温度为20℃，相对湿度80%的空气当压缩到0.2MPa（表压），温度为120℃，问（1）此时压缩空气的相对湿度为多少？（2）若将上述压缩空气冷却到有水析出时，问冷却到多少摄氏度（露点）？解：（1）查空气20℃时ps1=2340Pa,120℃时ps2=198653Pa此时空气的相对湿度为2.8%.（2）当空气达到露点，即由ps2查t2=34.5℃，即冷却到34.5℃时开始有水析出。例3若将例2的压缩空气冷却至25℃（压强不变），求（1）其湿含量是多少？（2）每千克干空气能析出多少水？查得25℃时ps=3.1677kPa。解（1）湿含量为（2）已知：每千克干空气能析出水=x1-x2=0.0117-0.00661=0.0051kg例4若将例3中已析出水分的压缩空气加热到35℃（压强保持不变），问其相对湿度为多少？查得35℃时ps=5.623kPa解：由此例题，将析出水的压缩空气加热可以降低其相对湿度，防止过滤器的过滤介质因受潮而失效，因此进入总过滤器前的压缩空气加热，控制相对湿度在60%-70%之间。空气中微生物的分布空气除菌的方法（一）热灭菌法（二）静电除菌.（三）介质过滤除菌空气过滤除菌原理微粒随空气气流向前运动，当气流为层流时，随气流运动的粒子在接近纤维表面的部分由于与过滤介质接触而被纤维吸附捕集，这种作用称之为阻拦截留。空气流速愈小，纤维直径愈细，阻拦截留作用愈大。但是在介质过滤的除尘除菌中，阻拦截留并不起主要作用。空气气流流速大时，气流中的微粒具有较大的惯性力。当微粒随气流以一定速度向纤维垂直运动因受纤维阻挡而急剧改变运动方向时，由于微粒具有的惯性作用使它们仍然沿原来方向前进碰撞到纤维表面，产生摩擦粘附而使微粒被截留在纤维表面，这种作用称惯性碰撞截留。截留区域的大小决定于微粒运动的惯性力，所以，气流速度愈大，惯性力越大，截留效果也愈好。此外，惯性碰撞截面作用也与纤维直径有关，纤维愈细，捕集效果愈好。惯性碰撞截留在介质除尘中起主要作用。惯性碰撞截留４、重力沉降作用机理５、静电吸附作用机理当空气流过介质时，上述五种除菌机理同时起作用，不过气流速度不同，起主要作用的机理也就不同。当气流速度较小时，除菌效率随气流速度的增加而降低，此时扩散起主要作用；当气流速度中等时，可能是截留起主要作用。当气流速度较大时，除菌效率随空气流速的增加而增加，此时惯性冲击起主要作用；如果空气流速过大，除菌效率又下降，则是由于已被捕集的微粒又被湍动的气流夹带返回到空气中。下图表示气流速度与单纤维除菌效率的关系。（四）辐射灭菌法.发酵生产中制备无菌空气的大致过程两级冷却、加热除菌流程.特点：可省第二冷却分离设备和空气再加热设备，流程比较简单，冷却水用量较少，利用压缩空气的热量来提高空气温度。此流程适用于中等混合量的地区。特点：无菌程度高利用热空气加热冷空气的流程吸风塔粗过滤器粗过滤器粗过滤器空气压缩机根据发酵工艺所需的空气流量、克服压缩输送过程的阻力和克服发酵罐的液柱高度所需的压强来选用空气压缩机型号。目前在发酵工厂使用的压缩机分为：涡轮式空气压缩机、往复式空气压缩机、螺杆式空气压缩机。涡轮式空气压缩机离心式空气压缩机涡轮式空气压缩机往复式空气压缩机........空气贮罐空气贮罐作用冷却器空气除菌中除去水雾油雾的原因：（1）水雾油雾导致传热系数降低，给空气冷却带来困难。（2）如果油雾的冷却分离不干净，带入过滤器会堵塞过滤介质的纤维空隙，增大空气压力损失。（3）黏附在纤维表面，可能成为微生物微粒穿透滤层的途径，降低过滤效率，严重时还会