生物发酵产业将发酵技术和现代生物技术的结合,以含淀粉等其他农副产品为主要原料,采用生物细胞或酶的生物催化功能,进行大规模的物质加工与转化,用来生产高附加值产品。赖氨酸行业废气治理
赖氨酸是仅次于谷氨酸的第二大氨基酸,目前主要用发酵法生产,中国大部分生产企业都用玉米淀粉作为原料。赖氨酸发酵产生的废气主要为挥发性有机物(VOCs),对赖氨酸发酵尾气进行监测,监测结果显示挥发性有机物成份达到23种,气体带有焦糊味,若不治理,对周边环境有较大影响。发酵废气处理设备 臭味治理工艺 生物化工发酵臭味治理工艺
工程应用中采用等离子技术和光催化氧化技术治理赖氨酸发酵气体。采用等离子技术时,发酵气体首先通过喷淋塔和除尘设施,然后进入等离子技术反应器,反应器工作电压90kV,在外加电场的作用下,电极空间内电子获得能量后撞击异味气体分子,破坏其化学键,使之转化为二氧化碳和水,从而达到净化的目的,但高压放电存在一定的安全隐患。光催化氧化,让特定波长的光照射催化剂材料,可以激发出“电子-空穴”对(一种高能粒子),高能粒子“电子-空穴”,可将害有机污染物碳氢键打开,从而被自由基氧化生成CO2、H2O等无毒无味的物质。在工程应用中采用“除尘+光触媒净化塔+喷淋吸收塔”,脱臭效率达到99%以上。光催化氧化技术催化剂为TiO2,催化剂载体为蜂窝状,要求进气颗粒物浓度小于50mg/m3,否则会引发催化剂堵塞,紫外线光源的使用寿命为3000h~4000h。生物发酵工艺过程中废气以VOCs为主,由于部分发酵代谢产物随尾气带出,废气有特殊难闻气体。典型青霉素生产车间产生废气主要成份为乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇;例如,红霉素发酵尾气有苦涩气味。红霉素发酵尾气治理采用“臭氧氧化+光催化氧化+湿式氧化+喷淋洗涤”工艺,降解VOCs,同时消除苦涩气味对厂界周边环境的影响。当前转轮浓缩技术逐步应用于发酵制药行业废气治理,该技术最初应用于半导体制造、涂装行业VOCs治理,转轮浓缩器是去除有机挥发物的核心设备,转轮表面涂覆有吸附VOCs的沸石。其原理是利用沸石低温吸附、高温脱附的特性对有机废气进行浓缩。浓缩后的废气最终通过废气焚烧炉、RTO等处理后排放,由于浓缩后的废气量仅有待处理废气的十分之一以下,从而大大降低了能耗。
转轮浓缩是一项应用于低浓度、高风量有机废气净化的处理技术。对低沸点的有机气体难以吸附,对高沸点的有机气体在转轮上难以脱附,在转轮上积累使系统出率效率下降。焚烧炉在氧存在下将VOCs分解成CO2和水的无害化过程,反应温度815.6℃,且停留时间不超过0.75s~1.0s[15]。RTO即蓄热式氧化焚烧技术,与传统焚烧炉相比,RTO对燃烧VOCs产生的热量进行回收用于二次燃烧。燃烧法(焚烧炉、RTO)需不断消耗燃料,经济投入大,并且存在爆炸风险,对设备运行及安全管理要求高。