发酵罐的空气灭菌的经济分析

发酵罐是为了某一特定的用途而设计的，如供单细胞蛋白质生产用的发酵罐，要具有十分有效的氧传递能力，而且是非常规的、尽可能简单的，因而也影响到基本建设投资费用和操作成本。Schugerl曾对用甲醇作为底物、年产量为10万吨的单细胞蛋白质的生产工厂作过考察。在这样的工厂中，基本建设投资费用只占生产成本的20%。发酒疯的费用占基本建设投资的20-25%。其中罐体占5-10%，通气搅拌占5-10%，冷却附件占10-15%。能源、水、压缩空气和其他辅助费用估计为生产成本10%以上。虽然发酵罐基本建设费用只占生产成本4-5%，而操作成本占10%，所以发酵罐的造型只影响生产总成本15%。如采用塔式发酵罐，其主要优点是节约操作成本，这是由于省略了机械搅拌，减少了冷却水的耗用量而节省了电力和冷却水费用。

供应大量的灭菌空气，是需要发酵时所具有的独特的问题。虽然又可能利用热灭菌技术，但一般认为其全部操作费用过于昂贵。Richards曾设计过利用热对空气进行灭菌的方案。他估计处理每分钟283M3的空气，所需的热量为每分钟33000CHU；并且还需相同的冷却负荷，每小时的操作费用为5~10英镑。Stark和Pohler发现可以利用压缩空气的热量对空气进行灭菌。他们认为如采用往复式空气压缩机，其压力为7.03kg/cm2时，不加过滤器，最经济的供气范围是每分钟5.66~141.3M3。单级空气压缩机，加有过滤器，最经济的供气范围是每分钟141.5~566M3。而涡轮式空气压缩机的最大经济效益的供气范围为707-849M3。

将压缩空气通过纤维或颗粒物质的深床过滤，是最普通的空气除菌方式。它是可供选择的除菌方法中较为经济和简单的。过滤器的投资费用取决于它的大小，主要是截面积。而对同一大小的过滤器的操作费用，则取决于空气通过过滤器后的压力降。增加过滤器的截面积，势必增加投资费用，用低的操作成本，势必使空气的表观速度和压力下降。另一些过滤器的设计是减少过滤面积。有人曾报道每分钟供应8470M3空气，用羊毛状树脂滤气罐时，需要的过滤面积为325M2；而用质子型石棉布作过滤介质，过滤面积可减至97.7M2，如用石棉纸型“绝对”过滤器时，则只需38.3M3.

操作费用还取决于过滤器的寿命。在工厂中还要包括更换过滤器或过滤介质的成本和维修及劳务费用。即使过滤介质是可以清洗后重复使用，则还有正常的损耗和破裂而应考虑折旧费用。如果压缩空气在进入过滤器以前，预先经过不同程度的粗滤，以除去空气流中的异物，可减少价格昂贵的高效过滤介质的更新。