Temperatura y presión de diseño del tanque tampón de aire de fermentación
Descripción técnica sobre la temperatura y la presión de diseño del tanque tampón de aire de fermentación
El tanque tampón de aire de fermentación es el equipo central de la tecnología de fermentación biológica.Los parámetros de temperatura y presión de diseño deben tener en cuenta los requisitos del proceso, las propiedades del material y las especificaciones de seguridad. Ahora, la base de diseño y los puntos técnicos se describen de la siguiente manera:
Principio de determinación de la temperatura de diseño
- Temperatura del proceso Matching：
- La temperatura del proceso de fermentación aeróbica convencional generalmente se controla entre 25 y 37 °C, y la temperatura de diseño del tanque de amortiguación debe ser 5 a 10 °C más alta que la temperatura máxima del proceso para hacer frente al aumento instantáneo de temperatura y el entorno de alta temperatura en verano.
- Los procesos especiales (por ejemplo, la fermentación a alta temperatura) deben evaluarse por separado, y la temperatura de diseño puede elevarse a 60 – 80 ° C.
- Resistencia al calor del material：
- El límite superior de temperatura de diseño del tanque de amortiguación de acero al carbono es de 350 °C, y el material de acero inoxidable puede alcanzar 450 °C, que debe seleccionarse de acuerdo con las características del medio.
- El diseño de la capa de aislamiento térmico del tanque debe tener en cuenta la influencia de la temperatura ambiente, y el sistema de seguimiento térmico eléctrico debe estar dispuesto en áreas extremadamente frías (por debajo de -20 °C).
Especificación de ajuste de presión de diseño
- Sistema de presión Matching：
- La presión de diseño debe ser 10% -20% mayor que la presión máxima de escape del compresor de aire para hacer frente a la fluctuación de presión y la demanda de disparo de la válvula de seguridad.
- Configuración típica: la presión de escape del compresor de aire es de 0,8 MPa, y la presión de diseño del tanque de amortiguación es de 1,0 a 1,1 MPa.
- Factor de seguridad Requisitos：
- De acuerdo con el Reglamento de Supervisión Técnica de Seguridad de los recipientes a presión, la presión de diseño del tanque de amortiguación no debe ser inferior a 1,1 veces la presión de trabajo máxima.
- Para los medios inflamables y explosivos, la presión de diseño debe aumentarse adicionalmente de 0,1 a 0,2 MPa como margen de seguridad.
Referencia de parámetros de condiciones de trabajo típicas
| Tipos de fermentación | Temperatura típica del proceso (°C) | Rango de temperatura de diseño (°C) | Presión de escape del compresor de aire (MPa) | Presión de diseño del tanque de amortiguación (MPa) |
|---|---|---|---|---|
| Fermentación antibiótica | 28-32 | 40-45 | 0.6-0.8 | 0.8-1.0 |
| Fermentación de aminoácidos | 30-35 | 45-50 | 0.7-0.9 | 0.9-1.1 |
| Fermentación ácida orgánica | 35-40 | 50-55 | 0.8-1.0 | 1.0-1.2 |
Medidas de tratamiento para condiciones especiales
- Escenario de fermentación a alta temperatura：
- Configure el sistema de enfriamiento de la chaqueta y utilice el agua de enfriamiento circulante para controlar la temperatura del tanque.
- Seleccione materiales de sellado resistentes a altas temperaturas para garantizar que no haya fugas por debajo de 300 °C.
- Escenario de fermentación a alta presión：
- El espesor de la pared del tanque se calcula de acuerdo con 1,2 veces la presión de diseño y se verifica mediante análisis de tensión.
- El sistema paralelo de doble válvula de alivio garantiza una liberación confiable en caso de sobrepresión.
V. Puntos clave de mantenimiento de operación
- Verificación diaria Contenido：
- Compruebe el termómetro y el manómetro en cada turno y registre la desviación del sistema DCS.
- Compruebe diariamente la integridad del sello de la válvula de seguridad y pruebe manualmente la flexibilidad de apertura y cierre.
- Elementos de prueba periódicos：
- La detección del espesor de la pared del tanque se realiza cada seis meses, centrándose en el monitoreo de las partes de concentración de estrés, como la toma y el agujero de entrada.
- La prueba de presión hidráulica se realiza anualmente, la presión de prueba es 1,25 veces la presión de diseño, la presión de retención de 30 minutos sin fugas.
Se recomienda que las empresas establezcan un sistema de gestión especial de recipientes a presión y implementen la gestión del ciclo de vida completo de equipos especiales como tanques de amortiguación. Para el sistema de operación continua, se puede configurar una plataforma de monitoreo inteligente para recopilar parámetros como temperatura, presión y nivel de líquido en tiempo real, y predecir el estado del equipo a través del análisis de datos para realizar el mantenimiento preventivo. Al mismo tiempo, se recomienda llevar a cabo la detección de fugas de tuberías trimestralmente y confiar a una agencia de inspección de terceros para emitir un informe de calidad completo cada año para garantizar el funcionamiento continuo y seguro del sistema.