發酵罐的空氣滅菌的經濟分析

發酵罐是為了某一特定的用途而設計的，如供單細胞蛋白質生產用的發酵罐，要具有十分有效的氧傳遞能力，而且是非常規的、盡可能簡單的，因而也影響到基本建設投資費用和操作成本。Schugerl曾對用甲醇作為底物、年產量為10萬噸的單細胞蛋白質的生產工廠作過考察。在這樣的工廠中，基本建設投資費用只占生產成本的20%。發酒瘋的費用占基本建設投資的20-25%。其中罐體占5-10%，通氣攪拌占5-10%，冷卻附件占10-15%。能源、水、壓縮空氣和其他輔助費用估計為生產成本10%以上。雖然發酵罐基本建設費用只占生產成本4-5%，而操作成本占10%，所以發酵罐的造型只影響生產總成本15%。如采用塔式發酵罐，其主要優點是節約操作成本，這是由于省略了機械攪拌，減少了冷卻水的耗用量而節省了電力和冷卻水費用。

供應大量的滅菌空氣，是需要發酵時所具有的獨特的問題。雖然又可能利用熱滅菌技術，但一般認為其全部操作費用過于昂貴。Richards曾設計過利用熱對空氣進行滅菌的方案。他估計處理每分鐘283M3的空氣，所需的熱量為每分鐘33000CHU；并且還需相同的冷卻負荷，每小時的操作費用為5~10英鎊。Stark和Pohler發現可以利用壓縮空氣的熱量對空氣進行滅菌。他們認為如采用往復式空氣壓縮機，其壓力為7.03kg/cm2時，不加過濾器，最經濟的供氣范圍是每分鐘5.66~141.3M3。單級空氣壓縮機，加有過濾器，最經濟的供氣范圍是每分鐘141.5~566M3。而渦輪式空氣壓縮機的最大經濟效益的供氣范圍為707-849M3。

將壓縮空氣通過纖維或顆粒物質的深床過濾，是最普通的空氣除菌方式。它是可供選擇的除菌方法中較為經濟和簡單的。過濾器的投資費用取決于它的大小，主要是截面積。而對同一大小的過濾器的操作費用，則取決于空氣通過過濾器后的壓力降。增加過濾器的截面積，勢必增加投資費用，用低的操作成本，勢必使空氣的表觀速度和壓力下降。另一些過濾器的設計是減少過濾面積。有人曾報道每分鐘供應8470M3空氣，用羊毛狀樹脂濾氣罐時，需要的過濾面積為325M2；而用質子型石棉布作過濾介質，過濾面積可減至97.7M2，如用石棉紙型“絕對”過濾器時，則只需38.3M3.

操作費用還取決于過濾器的壽命。在工廠中還要包括更換過濾器或過濾介質的成本和維修及勞務費用。即使過濾介質是可以清洗后重復使用，則還有正常的損耗和破裂而應考慮折舊費用。如果壓縮空氣在進入過濾器以前，預先經過不同程度的粗濾，以除去空氣流中的異物，可減少價格昂貴的高效過濾介質的更新。