Расчетная температура и давление буферного резервуара ферментационного воздуха
Технические инструкции по расчетной температуре и давлению буферных емкостей ферментационного воздуха
Воздушный буферный емкость для ферментации является основным оборудованием биоферментационного процесса, и его конструкционные параметры температуры и давления должны учитывать требования технологического процесса, свойства материалов и нормы безопасности.Основы его проектирования и технические основные элементы приведены следующим образом:
I. Принцип определения проектной температуры
- Соответствие температуры процессов：
- Температура обычного аэробного процесса ферментации обычно контролируется в 25 – 37 °C, а температура буферного резервуара должна быть выше максимальной технологической температуры на 5 – 10 °C, чтобы справиться с мгновенным повышением температуры и высокой температурой в летнее время.
- Специальные процессы (например, высокотемпературная ферментация) подлежат отдельной оценке, а расчетная температура может быть повышена до 60 – 80 °C.
- Термостойкость материала：
- Верхний предел температуры для буферных резервуаров из углеродистойчивой стали составляет 350°C, а для материалов из нержавеющей стали может достигать 450°C, необходимо выбрать по характеристикам среды.
- Проектирование теплоизоляции корпуса резервуара должно учитывать влияние температуры окружающей среды, в крайне холодных районах (до -20°C) должна быть оборудована система электрического отопления.
II. Нормы установки конструктивного давления
- Совпадение давления системы：
- Конструкционное давление должно быть на 10% -20% выше максимального давления выхлопного газа воздушного компрессора, чтобы справиться с колебаниями давления и требованиями пуска предохранительного клапана.
- Типичная конфигурация: при давлении выхлопного газа воздушного компрессора 0,8 МПа, расчетное давление буферного резервуара принимается в 1,0 – 1,1 МПа.
- Требования к коэффициентам безопасности：
- В соответствии с «Правилами технического контроля безопасности сосудов под давлением» расчетное давление буферного резервуара не должно быть ниже в 1,1 раза максимального рабочего давления.
- Для легковоспламеняющейся и взрывоопасной среды необходимо дополнительно увеличить проектное давление на 0,1 – 0,2 МПа в качестве запаса безопасности.
III. Ссылка на параметры типичного режима работы
| Тип ферментации | Типичная технологическая температура (°C) | Диапазон расчетных температур (°C) | Давление выхлопного газа воздушного компрессора (МПа) | Расчетное давление буферного резервуара (МПа) |
|---|---|---|---|---|
| Антибиотическая ферментация | 28-32 | 40-45 | 0.6-0.8 | 0.8-1.0 |
| Ферментация аминокислот | 30-35 | 45-50 | 0.7-0.9 | 0.9-1.1 |
| органическая кислотная ферментация | 35-40 | 50-55 | 0.8-1.0 | 1.0-1.2 |
IV. Меры по обработке особых рабочих условий
- Сцена высокотемпературного фермента：
- Конфигурируется система охлаждения куртки, используется циркулирующая охлаждающая вода для управления температурой резервуара.
- Выбор высокотемпературного герметического материала, чтобы обеспечить отсутствие утечки в условиях работы ниже 300 °C.
- Сцена ферментации под высоким давлением：
- Толщина стенки резервуара рассчитана в 1,2 раза от расчетного давления и проверяется на основе анализа напряжения.
- Составляется параллельная система двойного предохранительного клапана, обеспечивающая надежное сброс при передавлении.
V. Основные пункты эксплуатационного обслуживания
- Ежедневная проверка содержания：
- Каждую смену проверяют показания термометра и манометра, записывают отклонения от системы DCS.
- Ежедневно проверяют целостность уплотнения предохранительных колонн, проверяют гибкость открытия и закрытия вручную.
- Регулярные проверки элементов：
- Проводить проверку толщины стенки корпуса емкости каждые полгода, сосредоточиваясь на мониторинге концентрированных нагрузок, таких как штуф и пропускные отверстия.
- Ежегодно проводят гидравлические испытания, испытательное давление в 1,25 раза превышает расчетное давление, поддержание давления в течение 30 минут без утечки.
Предприятиям рекомендуется создать специальную систему управления сосудами под давлением, осуществлять управление полным жизненным циклом специального оборудования, такого как буферные резервуары.Для систем непрерывной работы можно настроить интеллектуальную платформу мониторинга, собирать температуру, давление, уровень жидкости и другие параметры в режиме реального времени, прогнозировать состояние оборудования посредством анализа данных и реализовать профилактическое обслуживание.В то же время рекомендуется проводить проверку утечек трубопроводов ежеквартально, ежегодно поручать стороннему контрольному агентству выдавать полный отчет о качестве, чтобы обеспечить непрерывную безопасную работу системы.