CN102199640A - 一种结冷胶的节能生产方法 - Google Patents

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詹晓北
吴剑荣
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Abstract

一种结冷胶的节能生产方法，属于生物工程技术领域。本发明利用中压锅炉的25-45MPa蒸汽推动汽轮机并得到6～8Kg/cm2的低压蒸汽，汽轮机直接推动空压机，以获得压缩空气用于结冷胶发酵罐的通风发酵，可节约空压机耗电的50%～70%；发酵液中结冷胶多糖经过酒精沉淀处理后，絮状结冷胶经分离后干燥得到产品结冷胶，产生的酒精废液通过双塔蒸馏，即在第一个塔用6～8Kg/cm2蒸汽加热4～5Kg/cm2操作状态的蒸馏塔，该塔的酒精蒸汽用于冷凝回流加热第二塔的常压或真空的蒸馏塔进行酒精蒸馏回收，此法可以节约蒸馏所需蒸汽用量50%。本发明是一种能够降低结冷胶发酵生产成本的节能减排技术。

Description

一种结冷胶的节能生产方法
技术领域
本发明涉及一种节能的结冷胶发酵生产技术及应用，属生物工程技术领域。
背景技术
结冷胶是由伊乐假单胞菌（Pseudomonas elodea）或少动鞘脂单胞菌（Sphingomonas paucimobilis）经过好氧发酵生产的微生物多糖。结冷胶分子量约为50万道尔顿，其黏度是黄原胶的两倍以上。低酰基结冷胶经过加热溶解可形成凝胶，冷却后形成透明而坚实的凝胶；而高酰基结冷胶具有很强悬浮作用。结冷胶已由美国FDA、日本、中国等国家批准为食品添加剂，可作为增稠剂、胶凝剂或稳定剂应用于饮料、乳制品、肉制品、蛋糕、冰激凌、糖果等食品中。此外，结冷胶还可应用于医药、化工、农业等领域。
结冷胶的发酵生产是一个高粘度、好氧体系，所需大量空气由空气压缩机提供，消耗大量电能。另外，结冷胶提取过程需要使用大量酒精或异丙醇等溶剂，为满足成本经济和环保要求，需要对溶剂进行蒸发回收，需消耗大量蒸汽，间接需要耗费大量天然气或者煤炭。若能在生产过程中，以中压锅炉的25-45Mpa蒸汽推动汽轮机并得到6～8 Kg/cm2的蒸汽，汽轮机直接推动空压机，以获得压缩空气用于结冷胶发酵罐的通风发酵，可节约空压机耗电。同时，酒精废液通过双塔蒸馏，即在第一个蒸馏塔中使用上述6～8 Kg/cm2的蒸汽加热至4～5 Kg/cm2操作状态，然后该塔的酒精蒸汽用冷凝回流方式加热第二个常压或真空的蒸馏塔进行酒精蒸馏，此法可以节约蒸馏所需蒸汽用量。
发明内容
本发明的目的是提供一种微生物多糖结冷胶的节能生产方法，以减少结冷胶生产过程中的电力和蒸汽消耗，降低结冷胶的生产成本，使其市场竞争力更强。
本发明的技术方案：一种结冷胶的节能生产方法，在结冷胶发酵生产中，用中压锅炉的蒸汽推动汽轮机并得到6～8 Kg/cm2的低压蒸汽，汽轮机直接带动发酵通风用的空压机，以获得压缩空气用于结冷胶的通风发酵，发酵液中结冷胶多糖经过酒精沉淀处理后，絮状结冷胶经分离后干燥得到产品结冷胶；含酒精废液通过双塔蒸馏，以所得的低压蒸汽用于双塔酒精蒸馏，用于回收结冷胶沉淀后收集的酒精废液中的酒精。
中压锅炉的蒸汽压力是25-45Mpa。
蒸汽推动汽轮机后得到的低压蒸汽压力是6～8 Kg/cm2。
所述双塔酒精蒸馏是：在第一个塔用6～8 Kg/cm2蒸汽加热4～5 Kg/cm2操作状态的蒸馏塔，该塔产生的酒精蒸汽用于冷凝回流加热第二塔——常压或真空的蒸馏塔进行酒精蒸馏回收。
本发明的有益效果：本发明的结冷胶是通过好养通风发酵获得的产品，发酵工段需要使用大量压缩空气，耗费大量电能；另外，结冷胶提取过程需要对溶剂进行蒸馏回收，耗费大量蒸汽。本发明通过中压锅炉的蒸汽直接推动汽轮机带动空压机，等于直接把化学能燃烧后通过机械传动直接用于推动空压机，省去了将蒸汽用于发电、电力输送等中间过程的能量损失，能够节约空压机耗电50%－70%，且生成的低压蒸汽可用于酒精蒸馏。在采用双塔酒精蒸馏过程中，第一塔的酒精蒸汽用于加热第二塔，使得蒸汽用量大大减少50%，节约能耗。
附图说明
图1 结冷胶节能生产工艺流程示意图。
具体实施方式
本发明在以下的实施例中进一步说明。这些实施例只是为了说明目的，而不是用来限制本发明的范围。
实施例1：结冷胶发酵液的制备
菌株：伊乐假单胞菌ATCC 31461，该菌株为工业通用菌株，详见ATCC菌种目录。
种子培养基(kg/m3)：蔗糖 20，蛋白胨5，牛肉膏 3，酵母膏1，用自来水配制。
发酵培养基(kg/m3)：蔗糖 30，豆粕粉3，K2HPO4 1，KH2PO4 3， MgSO4·7H2O 1，用自来水配制，pH 7.0。
压缩空气制备：利用中压锅炉（35 t/ h）获得25-45Mpa蒸汽，然后蒸汽推动汽轮机（B0.6-3.5/0.5，800机型）并得到6～8 Kg/cm2的低压蒸汽，汽轮机直接推动空压机（DW-60/18水煤气压缩机，功率：550kw），压缩空气贮存在多个空气储罐中，用于结冷胶生产的通风发酵。
发酵条件：发酵过程在50立方米的发酵罐实施，接种量5%，搅拌转速200 r/min，通风量1.0 vvm，罐压0.05 MPa，发酵温度30℃，发酵72h下罐，测定产量和相关指标。
实施例2：结冷胶提取制备
计量1000L结冷胶，用1 mol/L的氢氧化钠溶液调pH到10.0，升温至80℃保温25min，然后用板框过滤除去菌体，获得澄清发酵液。再加入饱和氯化钙溶液至发酵液中氯化钙终浓度为0.05%，加入2000L的酒精，搅拌沉淀，获得180kg的固形物，上清液为乙醇溶液，输送至废乙醇贮罐。所得固形物输送至洗涤罐中，加入400L乙醇进行洗涤，获得170kg固形物，压榨之后用切割机切碎，送入真空干燥器进行干燥，上清液输送至废乙醇贮罐。真空干燥6小时，经过粉碎和筛分即获得结冷胶产品。
实施例3 废乙醇的回收
实施例2中所得废乙醇全部收集到废乙醇贮罐中，经过图1所示的双塔蒸馏即可回收乙醇。利用实施例1中获得的6～8 Kg/cm2低压蒸汽加热第一个蒸馏塔，加热至4～5 Kg/cm2的操作状态，然后该塔的酒精蒸汽经过冷凝回流，部分酒精凝结回收到酒精贮罐，部分高温酒精蒸汽进入第二个常压或真空的蒸馏塔，进行酒精蒸馏回收。

Claims (4)

1.一种结冷胶的节能生产方法，其特征在于在结冷胶发酵生产中，用中压锅炉的蒸汽推动汽轮机并得到6～8 Kg/cm2的低压蒸汽，汽轮机直接带动发酵通风用的空压机，以获得压缩空气用于结冷胶的通风发酵，发酵液中结冷胶多糖经过酒精沉淀处理后，絮状结冷胶经分离后干燥得到产品结冷胶；含酒精废液通过双塔蒸馏，以所得的低压蒸汽用于双塔酒精蒸馏，用于回收结冷胶沉淀后收集的酒精废液中的酒精。
2.根据权利要求1所述的结冷胶的节能生产方法，其特征在于中压锅炉的蒸汽压力是25-45Mpa。
3.根据权利要求1所述的结冷胶的节能生产方法，其特征在于蒸汽推动汽轮机后得到的低压蒸汽压力是6～8 Kg/cm2。
4.根据权利要求1所述的结冷胶的节能生产方法，其特征在于所述双塔酒精蒸馏是：在第一个塔用6～8 Kg/cm2蒸汽加热4～5 Kg/cm2操作状态的蒸馏塔，该塔产生的酒精蒸汽用于冷凝回流加热第二塔——常压或真空的蒸馏塔进行酒精蒸馏回收。
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