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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。
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第三节 压缩空气预处理系统的设备
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空气中微生物的分布
• 空气中微生物的含量和种类，随地区、季节、空气中灰尘粒 子多少以及人们的活动情况而异。
2 100%, ps2 ps1(12)(pp12)
ps1198653Pa,12.8%,2 100%,p2 p1
ps2 198653(0.028/1)198653(Pa)
由ps2查t2=34.5℃，即冷却到34.5℃时开始有水析出。
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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
• 北方气候干燥、寒冷，空气中的含菌量较多;离地面越高， 含菌量越少；一般每升高10米，空 气中的含菌量就降低一 个数量级；
• 城市的空气中含菌量较多，农村的空气中含菌量较少，一般 城市空气中杂菌数为3000~8000个/米3
• 空气中的微生物种类以细菌和细菌芽孢较多，也有酵母、霉 菌和病毒。
• 这些微生物大小不一，一般附着在空气中的灰尘或雾滴上， 空气中微生物的含量一般为103~104个/米3。
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第二节 压缩空气的预处理及工艺流程设计
二、压缩空气的冷却 空气压缩过程，压强与温度关系
T2
(
p2
)
K 1 K
T1 p1
式中，T1、T2为压缩前后的绝对温度，K；p1、p2为压缩前
后空气的绝对压强，pa；一般发酵工厂净化系统设计时
取K=1.3
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例1 20℃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？
p
x
p s 0 .6 2 2 x
x
p
w
p 0 .6 2 2 x
为空气相对湿度，%；x为空
气中湿含量，kg/kg(水汽/干空
气)；pw为空气中的水气分压，pa； ps为与空气同温度的水的饱和蒸 气压，pa；p为空气的总压强
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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：
2
1(
ps1 ps2
)(
p2 p1
)
1 2 为空气压缩前后相对湿度，%；ps1和ps2分别
为与空气同温度的水的饱和蒸气压，pa；p1和p2为
压缩前后空气的绝对压强，pa。
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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）？
ps=3.1677kPa。
解（1）湿含量为
x 2 0 . 6 2 2 p 2 2 p 2 s 2 p s 2 0 . 6 2 2 3 0 1 1 . 3 3 . 1 3 6 . 1 7 6 7 7 7 0 . 0 0 6 6 1 ( k g /k g )
（2）已知：
1 0 .8 ;p s12 .3 4 kP a ,p 1 1 0 1 .3 kP a x 1 0 .6 2 2 p 1 1p 1 s1 p s1 0 .6 2 2 1 0 1 .0 3 .8 0 .2 8 .3 4 2 .3 40 .0 1 1 7 (kg/kg )
解： T1=273+20=293K
p1=0.101MPa
p2=0.301MPaΒιβλιοθήκη Baidu，K取1.3
T2
T1 (
p2 p1
K 1
)K
T2
2
9
3(
0
.3
0
1
)
1.31 1.3
0.101
377.5(K )
因此从t压2 缩37机7.5输 2出73 的 10高4.5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。
每千克干空气能析出水=x1-x2=0.0117-0.00661=0.0051kg
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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： p x 3 0 1 .3 0 .0 0 6 1 0 .5 6 3 5 6 .3 % p s 0 .6 2 2 x5 .6 2 30 .6 2 2 0 .0 0 6 1
解：（1）查空气20℃时ps1=2340Pa,120℃时ps2=198653Pa
21 (p p s s 1 2 ) (p p 1 2 ) 0 .8 ( 1 9 2 8 3 6 4 5 0 3 ) (1 3 0 0 1 1 ..3 3 ) 0 .0 2 8 2 .8 %
此时空气的相对湿度为2.8%. （2）当空气达到露点，即
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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：
pw ps
x 0 .6 2 2 p s p ps
60%-70% 5.洁净度 压缩空气中含菌量降至零或达到洁净度100级
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第二节 压缩空气的预处理及工艺流程设计
一、压缩空气预处理的目的 为了保证总过滤器内过滤介质的干燥，不应因压缩
空气中夹带的水滴、油滴受潮引起介质的结团变形而失 效，因此在进入总过滤器之前要把压缩空气中夹带的水 滴、油滴除去。
第二章 发酵用压缩空气预处理及除菌设备
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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。
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第一节 供发酵工厂使用的无菌空气质量指标
1. 压缩空气的压强 0.2~0.35MPa 2.空气流量 根据发酵罐的体积确定 3.空气的温度 压缩空气的温度比发酵温度高10℃ 4.相对湿度 进入总过滤器的压缩空气相对湿度控制在
• 灰尘粒子的平均大小约0.6μm左右，所以空气除菌主要是去 除空气中的微粒(0.6-1μm ）
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空气除菌的方法
（一）热杀菌 （二）静电除菌 （三）介质过滤除菌 （四）辐射杀菌
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第三节 压缩空气预处理系统的设备
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空气中微生物的分布
• 空气中微生物的含量和种类，随地区、季节、空气中灰尘粒 子多少以及人们的活动情况而异。
2 100%, ps2 ps1(12)(pp12)
ps1198653Pa,12.8%,2 100%,p2 p1
ps2 198653(0.028/1)198653(Pa)
由ps2查t2=34.5℃，即冷却到34.5℃时开始有水析出。
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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
• 北方气候干燥、寒冷，空气中的含菌量较多;离地面越高， 含菌量越少；一般每升高10米，空 气中的含菌量就降低一 个数量级；
• 城市的空气中含菌量较多，农村的空气中含菌量较少，一般 城市空气中杂菌数为3000~8000个/米3
• 空气中的微生物种类以细菌和细菌芽孢较多，也有酵母、霉 菌和病毒。
• 这些微生物大小不一，一般附着在空气中的灰尘或雾滴上， 空气中微生物的含量一般为103~104个/米3。
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第二节 压缩空气的预处理及工艺流程设计
二、压缩空气的冷却 空气压缩过程，压强与温度关系
T2
(
p2
)
K 1 K
T1 p1
式中，T1、T2为压缩前后的绝对温度，K；p1、p2为压缩前
后空气的绝对压强，pa；一般发酵工厂净化系统设计时
取K=1.3
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例1 20℃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？
p
x
p s 0 .6 2 2 x
x
p
w
p 0 .6 2 2 x
为空气相对湿度，%；x为空
气中湿含量，kg/kg(水汽/干空
气)；pw为空气中的水气分压，pa； ps为与空气同温度的水的饱和蒸 气压，pa；p为空气的总压强
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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：
2
1(
ps1 ps2
)(
p2 p1
)
1 2 为空气压缩前后相对湿度，%；ps1和ps2分别
为与空气同温度的水的饱和蒸气压，pa；p1和p2为
压缩前后空气的绝对压强，pa。
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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）？
ps=3.1677kPa。
解（1）湿含量为
x 2 0 . 6 2 2 p 2 2 p 2 s 2 p s 2 0 . 6 2 2 3 0 1 1 . 3 3 . 1 3 6 . 1 7 6 7 7 7 0 . 0 0 6 6 1 ( k g /k g )
（2）已知：
1 0 .8 ;p s12 .3 4 kP a ,p 1 1 0 1 .3 kP a x 1 0 .6 2 2 p 1 1p 1 s1 p s1 0 .6 2 2 1 0 1 .0 3 .8 0 .2 8 .3 4 2 .3 40 .0 1 1 7 (kg/kg )
解： T1=273+20=293K
p1=0.101MPa
p2=0.301MPaΒιβλιοθήκη Baidu，K取1.3
T2
T1 (
p2 p1
K 1
)K
T2
2
9
3(
0
.3
0
1
)
1.31 1.3
0.101
377.5(K )
因此从t压2 缩37机7.5输 2出73 的 10高4.5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。
每千克干空气能析出水=x1-x2=0.0117-0.00661=0.0051kg
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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： p x 3 0 1 .3 0 .0 0 6 1 0 .5 6 3 5 6 .3 % p s 0 .6 2 2 x5 .6 2 30 .6 2 2 0 .0 0 6 1
解：（1）查空气20℃时ps1=2340Pa,120℃时ps2=198653Pa
21 (p p s s 1 2 ) (p p 1 2 ) 0 .8 ( 1 9 2 8 3 6 4 5 0 3 ) (1 3 0 0 1 1 ..3 3 ) 0 .0 2 8 2 .8 %
此时空气的相对湿度为2.8%. （2）当空气达到露点，即
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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：
pw ps
x 0 .6 2 2 p s p ps
60%-70% 5.洁净度 压缩空气中含菌量降至零或达到洁净度100级
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第二节 压缩空气的预处理及工艺流程设计
一、压缩空气预处理的目的 为了保证总过滤器内过滤介质的干燥，不应因压缩
空气中夹带的水滴、油滴受潮引起介质的结团变形而失 效，因此在进入总过滤器之前要把压缩空气中夹带的水 滴、油滴除去。
第二章 发酵用压缩空气预处理及除菌设备
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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。
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第一节 供发酵工厂使用的无菌空气质量指标
1. 压缩空气的压强 0.2~0.35MPa 2.空气流量 根据发酵罐的体积确定 3.空气的温度 压缩空气的温度比发酵温度高10℃ 4.相对湿度 进入总过滤器的压缩空气相对湿度控制在
• 灰尘粒子的平均大小约0.6μm左右，所以空气除菌主要是去 除空气中的微粒(0.6-1μm ）
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空气除菌的方法
（一）热杀菌 （二）静电除菌 （三）介质过滤除菌 （四）辐射杀菌