호기성 발효는 산업 규모의 통기 공정입니다. 모든 입방미터의 국물에는 산소 전달, 세포 대사 및 제품 적정 수준을 사양에 맞게 유지하기 위해 무균, 오일 없는 공기의 꾸준한 공급이 필요합니다. 그 공기 뒤에 있는 장비는 일반적인 8bar 압축기가 아닙니다. 발효 헤더는 낮은 과압이지만 매우 높은 볼륨에서 작동하며 국물에 유입되는 오일은 오염 및 규제 문제가 됩니다. 0.5~2.5bar 범위용으로 특별히 제작된 저압 오일 프리 스크류 블로어는 일반 압축기가 소비하는 에너지의 일부만으로 공기 흐름을 전달합니다. 이 가이드에서는 제약 발효를 위한 폭기 공기 지정 방법과 KOTECH KSB 오일프리 스크류 블로어가 다용도실에 적합한 위치를 설명합니다.
공기 시스템에서 발효가 실제로 요구하는 것
교반 탱크 또는 에어리프트 생물반응기에서 압축 공기는 임펠러 아래에 살포되어 국물을 통해 분산됩니다. 산소는 기포 경계면에서 용해되는 반면 폐가스는 상부 공간에서 빠져나갑니다. 통기율은 일반적으로 분당 용기 부피로 표시되며, 시간당 수천 입방미터의 공기를 처리하는 대규모 생산 발효기 전체에서 멸균 필터를 통해 하루 24시간 제공됩니다. 송풍기의 압력은 스파저, 액체 헤드, 필터 및 배관 저항을 극복하기에 충분하며 일반적으로 약 0.5~1.5bar의 과압 사이에 도달하는 적당한 수준이지만 볼륨은 연속적이며 순도 요구 사항은 절대적입니다.
공기 흐름의 오일은 세 가지 이유로 허용되지 않습니다. 이는 문화와 제품을 오염시켜 규제된 공정에서 배치 손실을 유발할 수 있습니다. 소수성 멸균 필터를 차단하여 압력 강하를 증가시키고 멤브레인 수명을 단축시킵니다. 그리고 이는 적격성평가 및 불순물 패키지에서 설명되어야 하는 물질을 도입합니다. 오일 프리 압축 원리는 서비스 간 성능이 저하되는 병합 필터에 의존하는 대신 소스에서 위험을 제거합니다. 그런 다음 공기는 건조되고 현장의 멸균 필터 사양에 따라 필터링되지만 관리를 위해 탄화수소가 도입되지는 않습니다.
- 낮은 과압에서 높은 볼륨: 일반적으로 약 0.5~1.5bar, 트레인당 수천 m³/h.
- 계획되지 않은 중지가 발생할 여지가 거의 없는 발효 캠페인 전반에 걸쳐 지속적인 24/7 작업입니다.
- 배양물, 제품 및 소수성 멸균 필터를 보호하기 위한 오일 캐리오버가 없습니다.
- 안정적인 헤더 압력으로 산소 전달 및 제어 밸브를 예측 가능하게 유지합니다.
스크류 블로어가 스로틀 압축기보다 나은 이유
범용 7~8바 스크류 압축기는 해당 압력과 일치하는 내부 압축비를 갖습니다. 따라서 하향 조절된 경우에도 이미 모든 회전에서 높은 압축의 열역학적 작업을 수행했습니다. 잉여분은 저압 헤더로 폐기됩니다. 지속적으로 실행되는 작업에서 낭비되는 에너지는 수명주기 비용을 압도할 만큼 큽니다. 저압 스크류 블로어는 더 큰 배기량과 낮은 내장 비율을 갖춘 목적에 맞게 설계된 에어엔드를 사용하여 0.5~2.5bar 창에서 상당히 낮은 샤프트 출력으로 동일한 공기를 이동시킵니다. 이는 멸균 발효에 적용되는 폐수 폭기에서 압축 공기에서 블로어 기술로의 전환을 주도한 것과 동일한 논리입니다.
스크류 블로어는 또한 기존의 루츠형 로브 블로어에 비해 장점을 제공합니다. 전체 배압에 대한 순수한 외부 압축이 아닌 내부 압축을 사용하는 스크류 기계는 압력 범위의 상단에서 더 효율적이며 낮은 맥동으로 더 조용하게 작동하므로 깨끗한 유틸리티 영역에서 배관 및 음향 처리가 단순화됩니다. 산소 요구량은 성장 단계에 따라 변하기 때문에 가변 속도 제어는 발효에서 특히 중요합니다. 속도 제어 송풍기는 수신기에 대한 로드 및 언로드가 아닌 용존 산소 제어를 추적합니다.
리얼코텍 KSB 오일프리 스크류 블로어 사양
KOTECH 제품 페이지의 현재 공장 수치는 1.0bar입니다. 값은 게시된 가변 속도 범위에 걸쳐 있으며 라인은 0.5~2.5bar를 포괄합니다.
흐름 수치는 각 프레임의 게시된 속도 범위에 걸쳐 있습니다. 가변 속도 설비는 용존 산소 수요에 따라 해당 대역 내에서 작동합니다. KSB 출력과 샤프트 출력 모두 정격에 따라 변경되므로 헤더가 실제로 작동하는 압력에서 행을 읽으십시오.
멸균 폭기 트레인 설계
사이징은 프로세스로 시작됩니다. 발효 엔지니어링에서 분당 용기 부피로 설계 폭기율을 취하고, 각 용기의 작업량을 곱하고, 함께 작동하는 용기의 합계를 낸 다음, 필터 및 배관 손실과 성장 마진을 추가합니다. 압력은 스파저 깊이, 액체 헤드, 멸균 필터 저항(실행 종료 후 오염 상태 포함), 밸브 및 헤더 마찰을 기준으로 상향식으로 계산됩니다. 캠페인 중 가장 먼 선박에 압력 기록 장치를 설치하면 설정점이 필요 이상으로 유지되었는지 여부가 드러납니다. 멸균 필터가 최악의 압력 강하를 제거한다면 트리밍은 무료로 에너지를 절약할 수 있습니다.
다용도실 설계에서는 흡입 온도가 질량 흐름과 송풍기 효율을 직접적으로 변경하므로 깨끗하고 시원한 흡입 공기에 송풍기를 배치해야 합니다. 압축 후 공기는 냉각됩니다(다단계 구성의 간냉각 및 후냉각). 유기체 및 필터 공급업체의 요구에 따라 건조 또는 조절되고 용기의 최종 멸균 필터 전에 사전 여과를 통과합니다. 멸균 경계 하류에 위생 연결부를 갖춘 스테인리스 배관을 사용하고, 기기 압력과 온도가 지속적으로 유지되도록 하며, 오염 경로가 될 수 없는 응축수 관리를 마련합니다. 송풍기는 작동 시간 균등화 및 원격 경보를 통해 헤더 압력에 대해 자동으로 순서가 지정되어야 하므로 발전하는 결함이 캠페인을 위협하기 전에 볼 수 있습니다.
신뢰성, 자격 및 총 비용
발효 공기 시스템은 다른 압축 공기 업무와 달리 공정에 매우 중요하므로 재료 인증서, ISO 8573-1 클래스 0에 대한 오일 프리 공기 인증, 공장 테스트 기록 및 검증된 유지 관리 절차 등 자격 지원 및 문서가 사양에 속합니다. 오일 프리 스크류 블로어는 압축실에 오일이 없어 에어엔드의 오일 변화와 관련 폐기물 흐름을 제거하며 일상적인 관리는 흡기 필터, 드라이브 서비스, 냉각 및 제어에 집중합니다. 계획된 유지 관리는 가능한 경우 달력보다는 캠페인 간격에 맞춰야 하며, 한 기계를 실행하는 동안 다른 기계를 서비스할 수 있는 N+1 구성이 지원됩니다.
에너지가 총 비용의 대부분을 차지하기 때문에 경제적 비교는 지속적인 운영이라는 현실적인 관점에서 이루어져야 합니다. 특수 제작된 스크류 블로어와 조절형 일반 압축기 사이의 효율성 격차에 수천 시간의 작동 시간과 여러 용기를 곱한 값이 일반적으로 자체적으로 문제를 결정합니다. 더 조용한 작동, 더 낮은 멸균 필터 로딩 및 클래스 0 보증이 추가됩니다. 하나의 전체 성장 곡선에 대한 짧은 공기 수요 연구는 일반적으로 프레임 크기, 턴다운 및 플랜트에 대한 최상의 베이스 + 트림 구성을 확인하는 데 충분합니다.
구매팁
- 소스에서 오일 프리 클래스 0 압축을 지정합니다. 오일 윤활 송풍기의 하류 여과에만 의존하지 마십시오.
- 수명이 다한 멸균 필터 압력 강하를 포함하여 캠페인에 포함된 모든 발효기의 분당 용기 부피 크기입니다.
- 하향 조절된 8bar 압축기 대신 특수 제작된 저압 스크류 블로어를 선택하십시오.
- 성장 단계 전반에 걸쳐 용존 산소 수요를 따르려면 가변 속도 트림 제어를 사용하십시오.
- N+1 시스템을 구성하고 캠페인 공백에 맞춰 유지 관리를 조정하여 여러 날에 걸친 배치를 보호합니다.