b体育:发酵工程关键技术(三)连消系统和空气处理系统

来源:bsport体育 作者:bsport体育网页
2024-01-28 11:27:55

  最近ChatGPT太火了,包括国外的人工智能,简直是无法无天了。它上知天文下至地理,可以做报告、写小黄文,满足你一切意淫的要求;它可以进行绘画,创作视频,呈现你所幻想的世界......它的出现,甚至让我们已经看见了度娘们的末日。从文科的角度来看,AI已经基本成形了,虽然略有不足;从理科的角度来看,它还有很长的路要走,包括报道说的编程上的瑕疵等。老沙弥也用它测试了工程计算的问题,虽然公式是对的,但是,最后的结果却是错的。欣慰的是,它居然会运用公式;可惜的是结果不尽如人意;忧心的是,国内浮躁建立的空中楼阁,肯定没做好基础数据,急功近利,结局可以预见。

  今天说的连消技术,在此之前,老沙弥已经对一些基本的原理进行了介绍,点开文章链接可以查看:工厂项目日志07—连消设备 - 知乎,这里针对近期一些人走的误区,做一些完善和补充。

  前段时间一个企业的连消系统做改造,和很多投资早一些的企业一样,使用的还是老式的连消系统。这里还停滞不前的原因,一个是知识的普及受限,另外一个是基础数据的积累不够,导致向前走的时候,担心、害怕出问题。实际上大可不必,现在的连消系统技术成熟、经得起数据检验,比国内要抄袭的ChatGPT技术要靠谱的多。传统的连消系统,其中最大的一个特点就是使用了维持柱,或者叫维持罐,当培养基灭菌后,维持过程中,通过流体模拟我们看到:

  图中A~D是进罐流速逐渐增大的过程,可见,随着进罐流速的增加,流体射流情况更加明显,距离进罐管口越远的地方,流动越小,当速度很大时,旁边的流体基本不动。这就造成了极大的问题,早进维持柱的,维持时间太长,营养流失殆尽;晚进维持柱的,维持时间太短,灭菌不彻底,存在风险。

  传统连消系统还有个特点,就是使用板式换热器。板式换热器优点很突出,但用在连消系统,缺点也很明显:板片太薄,板片和密封胶条都太废,经不起折腾,最关键的是,板式换热器有一个分布结构上的缺陷,存在死角区。死角区的流体长时间不流动,很快炭化、结垢,导致经常需要人工拆洗。

  传统连消系统除了上述的一些缺陷,还有类似的维持时间过长,营养流失;耗能过大,成本较高;控制粗放,效果欠佳等的情况。这些都是经得起考证的,如果你问AI聊天机器人,说不定都能给你准确的指引。

  连消系统是一门技术活,涉及生物学,要考虑细菌微生物的热稳定性等,普通的机械加工企业不能给你合理的建议;连消系统是一门综合学科,涉及流体力学、工程工艺等,普通的自动化工程企业不能给你量身定制你的灭菌工艺。或许,这就是中国的现状吧。

  这方面的技术,实际上,老沙弥也有提及过。可能过于凌乱,写的不是太好,这次算是集合一起说说吧。压缩空气在通过压缩机制备完成后,空气中原先存在的水分、粉尘颗粒等,经进一步受到压缩、汇集。如下图所示,空压机将空气压缩后,容纳水的能力下降,有大量的水凝结出来,排掉。

  未凝结出来的水分,与压缩空气共存,此时,压缩空气的相对湿度达到100%。潮湿的空气,是细菌滋生的温床,所以,生物发酵过程中,将压缩空气除水到一定程度,是经验要求,也是标准要求。之前,老沙弥就有提到过类似英国压缩空气学会BCAS对的要求。面对不同的应用场景,常见的压缩空气除水工艺如下图:

  从上图可以看出,冷冻干燥处理过后的空气质量只能达到国际标准ISO8573-1里的1.4.1的标准,而吸附干燥可以达到1.2.1的标准,从标准里面的数据,我们可以看出,吸附干燥更低,含水更少。而作为我们生产应用,可能考虑更多的是成本的要求。

  冷冻干燥,投资少,但高,即使在某些环境条件下,水汽都容易凝结,这会给生产带来很大的隐患,滤芯的使用效果也大打折扣。所以,如非严格考证,确实不宜在生物系统中使用这样的干燥形式。吸附干燥,投资较大,但低,空气除水有保障。现在的吸附干燥,形式多样(如下图红色圈选部分),再生解吸过程的损耗很小,运行成本很低。

  当然,作为生物发酵类型的工厂,压缩空气耗能占比很大,有些甚至达到整个工厂的50%。国内在这方面的节能改进空间很多。比如,选用更高效的空压机,更合理的配置管道以降低压降损失,适当调整发酵罐高度以减少压缩机供给的压力等等,这些措施应用到压缩空气处理系统中,不仅节能,而且向发酵系统提供了干燥洁净的气源。

  压缩空气是生物发酵过程重要的组成部分,而每一个工厂的实际考量又不尽相同,所以,压缩空气处理系统的流程也不尽相同。但是,最关键的是,可以结合自己工厂的实际,定制好压缩空气处理系统的。

  老沙弥尽可能每次都能给大家分享点东西,这次,分享的是下图的4本有关生物技术和生物工程类的书籍,有德文的,有英文的,给大家相互对照国内和国外的写作的水平和态度,看一些看过的,也看一些没看过的。大家抱着纯粹学习的态度来索取就是了,拿去外放流转,就不厚道了。老规矩,文章分享朋友圈,获赞后截图过来即可。

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