발효 공기 처리 요구사항

발효 공기 처리의 핵심 목적

호기성 발효 산업에서는 미생물의 생장과 대사 과정에서 다량의 산소가 소비된다. 자연 공기에는 먼지, 수분, 유분 및 각종 잡균이 함유되어 있으므로 이를 발효조에 직접 주입할 경우 잡균 오염이 쉽게 발생하여 발효 실패나 생산물 품질 저하를 초래할 수 있다. 따라서 공정 요구사항을 충족시키기 위해 발효 시스템으로 유입되는 공기에 대한 엄격한 물리적·화학적 처리가 반드시 필요하다.

소독 및 여과 요구사항

무균은 발효 공기 처리에서 가장 중요한 핵심입니다. 공기 제균에는 일반적으로 매체 여과법이 사용되며, 다단 여과 시스템을 통해 미생물을 단계적으로 차단합니다.

• 전방 예비 여과주로 공기 중의 큰 입자 먼지, 물방울 및 기름 방울을 포집하여 후단의 정밀 여과기를 보호하고 수명을 연장합니다.
• 종단 멸균 여과: 일반적으로 구경이 매우 작은 미세다공성 필터 또는 소결 금속 필터를 사용하여 발효조로 유입되는 공기가 절대적인 무균 상태를 확보하도록 하며, 포집 효율은 매우 높은 수준을 만족해야 합니다.

물 제거 및 온습도 제어

공기가 공기압축기를 거쳐 압축되면 상대습도가 현저히 증가하여 냉각 시 액체 상태의 물이 쉽게 응축·분리됩니다. 수분은 멸균 여과막을 습윤시켜 통기 저항을 증가시킬 뿐만 아니라 여재의 구조를 손상시켜 멸균 기능을 상실하게 합니다.

• 냉각 제수압축된 고온 공기는 냉각기를 거쳐 온도를 낮추고, 기수분리기를 통해 유리 상태의 액체 수분을 제거해야 합니다.
• 가열 제습: 수분을 제거한 포화 공기는 다시 가열하여 상대습도를 낮추고, 최종 여과기에 유입될 때 공기가 건조한 상태를 확보해야 합니다.

탈유 및 청정도 요구사항

공기 중의 유분은 필터의 미세공을 막아 에너지 소비를 증가시킬 뿐만 아니라, 일부 민감한 미생물에 대해 독성 영향을 미쳐 대사 경로에 지장을 줄 수 있다.

• 원천 관리조건이 허용되는 경우, 발효 공장에서는 오일프리 공기 압축기를 우선적으로 채택하여 오염원을 원천적으로 차단해야 한다.
• 심층 탈유분사식 스크류 공기압축기를 사용하는 경우, 배관망의 입구부에 고효율 탈유 필터와 활성탄 흡착 장치를 반드시 설치하여 공기 중 오일 함유량을 극히 낮은 수준으로 유지해야 합니다.

압력 및 유량의 안정성

발효 과정은 용존산소에 대한 요구가 높으며, 공기 공급의 안정성은 발효조 내의 용존산소 농도와 직결된다.

• 압력 매칭공급 압력은 발효조 내 액체의 정압, 배관의 마찰 손실 및 여과기의 압력 강하를 모두 극복하여, 반응조 내부가 양압을 유지하도록 보장하고 외부 공기의 역류를 방지해야 한다.
• 트래픽이 안정적이다: 배관망 설계는 합리적으로 이루어져야 하며, 압력의 급격한 변동을 방지해야 합니다. 시스템에는 정압 장치와 유량 조절 밸브를 설치하여 발효의 각 단계별 산소 요구량에 따라 정밀하게 제어해야 합니다.