CN103014084B - 氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺及装置。氨基酸发酵过程要求纯种培养，需利用蒸汽进行灭菌，以避免感染杂菌。本发明利用收集装置回收蒸汽灭菌过程中产生的蒸汽冷凝水，通过回收管道收集到物料回收罐储存并用于以后批次的发酵配料。该回收工艺易于实现，避免蒸汽冷凝水外排对周围环境、生产设备的污染及腐蚀，有效节约生产用水。

Description

氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺及装置
技术领域
本发明属于氨基酸发酵节水环保领域，具体地说是涉及一种氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺及装置。
技术背景
氨基酸发酵过程要求纯种培养，需避免感染其它微生物后与生产菌竞争营养成分、影响生产菌的正常生长代谢。目前氨基酸发酵过程保证纯种培养的方法是利用蒸汽对包括发酵系统管道、发酵罐及空气过滤器在内的发酵系统各部分进行高温高压灭菌。
在利用蒸汽对发酵系统各部分进行灭菌的过程中，蒸汽传热后形成一部分高温蒸汽冷凝水。目前对高温蒸汽冷凝水的处理是：一部分直接排放到生产环境中，这直接造成对生产环境地面、墙面的腐蚀和污染，同时增加了生产环境的空气相对湿度，对生产设备及电气线路均有不利影响；另一部分通过排污管道排放成为废水，造成水资源浪费，增加了污水处理负担。 
发明内容
本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺及装置。
本发明的技术方案如下：
氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺，其步骤如下：
（1）空气过滤器、物料连消管道、流加糖管道、移种管道及取样口出来的蒸汽冷凝水回蒸汽冷凝水回收槽；
（2）发酵罐排出的蒸汽及蒸汽冷凝水由上部进入蒸汽冷凝水回收器回收；
（3）蒸汽冷凝水回收槽及蒸汽冷凝水回收器收集到的蒸汽冷凝水通过连接于底部的蒸汽冷凝水回收管道，汇集到蒸汽冷凝水回收总管，并最终回收到的物料回收罐，回收利用。
前面所述的氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺，优选的方案是，发酵罐顶部的细小排气口出来的蒸汽冷凝水回蒸汽冷凝水回收槽。
前面所述的氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺，优选的方案是，发酵罐空消时产生的蒸汽冷凝水通过发酵罐底部排污管道与蒸汽冷凝水回收总管，回收到物料回收罐。
本发明还提供了氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用装置，其主要包括发酵罐、空气过滤器、蒸汽冷凝水回收器、蒸汽冷凝水回收槽和物料回收罐，蒸汽冷凝水回收槽设在空气过滤器、物料连消管道、流加糖管道、移种管道及取样口的下部，蒸汽冷凝水回收器上部进气口与发酵罐排气管道相连，下部与蒸汽冷凝水回收管道相连，蒸汽冷凝水回收槽通过连接于底部的蒸汽冷凝水回收管道、蒸汽冷凝水回收总管与物料回收罐相连。
前面所述的氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用装置，优选的方案是，发酵罐顶部设有细小排气口。
前面所述的氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用装置，优选的方案是，细小排气口连接耐高温软管，并连接至最近的蒸汽冷凝水回收槽。
前面所述的氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用装置，优选的方案是，发酵罐底部设排污管道，排污管道通过蒸汽冷凝水回收总管与物料回收罐相连。
前面所述的氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用装置，优选的方案是，蒸汽冷凝水回收槽、蒸汽冷凝水回收器、蒸汽冷凝水回收管道及蒸汽冷凝水回收总管均使用不锈钢材质。
本发明提供的氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用的装置包括：蒸汽冷凝水回收槽9、蒸汽冷凝水回收器10、蒸汽冷凝水回收管道11、蒸汽冷凝水回收总管道12、物料回收罐13。实现的具体步骤如下：空气过滤器2排污口、物料连消管道3排污口、流加糖管道4排污口、移种管道5排污口及取样口8下设置蒸汽冷凝水回收槽9。发酵罐灭菌时，蒸汽排出量大、流速较快，因此使用蒸汽冷凝水回收器10进行收集回收。蒸汽冷凝水回收器上部进气口与发酵罐排气管道6相连，下部与蒸汽冷凝水回收管道相连。发酵罐排气管内的蒸汽及蒸汽冷凝水由上部进入蒸汽冷凝水回收器，由于重力作用，蒸汽冷凝水汇集到蒸汽冷凝水回收管道，蒸汽通过蒸汽冷凝水回收器上部排气口排出。并且利用蒸汽冷凝水回收器可有效防止蒸汽冷凝水迸溅。发酵罐顶部各小排气口可连接耐高温软管，并连接至最近的蒸汽冷凝水回收槽。蒸汽冷凝水回收槽及蒸汽冷凝水回收器收集到的蒸汽冷凝水通过连接于底部的蒸汽冷凝水回收管道11，汇集到蒸汽冷凝水回收总管道12，并最终回收到较低位置高度的物料回收罐13。发酵罐空消时产生的蒸汽冷凝水通过发酵罐底部排污管道7与蒸汽冷凝水回收总管道12相连，同样回收到物料回收罐13。蒸汽冷凝水回收槽、蒸汽冷凝水回收器、蒸汽冷凝水回收管道及总管道均使用不锈钢材质。
通过本发明回收蒸汽冷凝水，只需对管道进行简单的改造就能实现，投资节省；能够避免蒸汽冷凝水对周围环境造成污染；节约用水。
本发明提供一种氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺及装置。氨基酸发酵过程要求纯种培养，需利用蒸汽进行灭菌，以避免感染杂菌。本发明利用收集装置回收蒸汽灭菌过程中产生的蒸汽冷凝水，通过回收管道收集到物料回收罐储存并用于以后批次的发酵配料。该回收工艺易于实现，避免蒸汽冷凝水外排对周围环境、生产设备的污染及腐蚀，有效节约生产用水。
附图说明
图1是氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺的装置结构示意图。
其中1为发酵罐；2为空气过滤器；3为物料连消管道；4为流加糖管道；5为移种管道；6为发酵排气管道；7为发酵罐底部排污管道；8为取样口；9为蒸汽冷凝水回收槽；10为蒸汽冷凝水回收器；11为蒸汽冷凝水回收管道；12为蒸汽冷凝水回收总管；13为物料回收罐。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明技术方案作详细的描述，但保护范围不被此限制。
实施例1：氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用装置，其结构可以参考附图1，主要包括发酵罐1、空气过滤器2、蒸汽冷凝水回收器10、蒸汽冷凝水回收槽9和物料回收罐13，蒸汽冷凝水回收槽9设在空气过滤器2、物料连消管道3、流加糖管道4、移种管道5及取样口8的下部，蒸汽冷凝水回收器10上部进气口与发酵罐1排气管道相连，下部与蒸汽冷凝水回收管道11相连，蒸汽冷凝水回收槽9通过连接于底部的蒸汽冷凝水回收管道11、蒸汽冷凝水回收总管12与物料回收罐13相连。
发酵罐顶部设有细小排气口（根据实际情况），细小排气口连接耐高温软管，并连接至最近的蒸汽冷凝水回收槽。
发酵罐底部设排污管道，排污管道通过蒸汽冷凝水回收总管与物料回收罐相连。
蒸汽冷凝水回收槽、蒸汽冷凝水回收器、蒸汽冷凝水回收管道及蒸汽冷凝水回收总管均使用不锈钢材质。
利用上述装置进行氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺，其步骤如下：
（1）空气过滤器、物料连消管道、流加糖管道、移种管道及取样口出来的蒸汽冷凝水回蒸汽冷凝水回收槽；
（2）发酵罐排出的蒸汽及蒸汽冷凝水由上部进入蒸汽冷凝水回收器回收；
（3）蒸汽冷凝水回收槽及蒸汽冷凝水回收器收集到的蒸汽冷凝水通过连接于底部的蒸汽冷凝水回收管道，汇集到蒸汽冷凝水回收总管，并最终回收到的物料回收罐，回收利用。
发酵罐顶部的细小排气口出来的蒸汽冷凝水回蒸汽冷凝水回收槽。
发酵罐空消时产生的蒸汽冷凝水通过发酵罐底部排污管道与蒸汽冷凝水回收总管，回收到物料回收罐。
发酵罐空消后蒸汽冷凝水的回收：140-150℃饱和蒸汽通入500m3发酵罐进行空消。维持发酵罐压力0.1-0.15Mpa，温度120-127℃，空消时间20-40min。饱和蒸汽在发酵罐空消过程中传热形成一部分高温蒸汽冷凝水。空消后待温度降低到119-123℃，压力降低到0.09-0.12Mpa，开始通入无菌风保持发酵罐压力0.10Mpa左右。待发酵罐温度较低到70-90℃，打开发酵罐底部排污阀，蒸汽冷凝水通过发酵罐底部排污管道收集到蒸汽冷凝水回收总管道（DN100，不锈钢材质）。并最终将蒸汽冷凝水回收到低于蒸汽冷凝水回收总管道4m的物料回收罐（体积10m3）。通过本发明，每批次发酵罐空消可回收蒸汽冷凝水4-9吨。
实施例2：利用实施例1氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺及装置，通过蒸汽冷凝水回收槽回收蒸汽冷凝水：氨基酸种子培养及发酵过程中，根据工艺要求，每隔一定的时间进行取样操作，以检测培养基成分的变化、生产菌生长代谢及产物生成情况。鉴于取样口的频繁开启，为避免感染杂菌，取样口处进行连续蒸汽灭菌。我们以谷氨酸5m3一级种子发酵罐为例进行说明：5m3一级种子发酵罐取样口下方15cm处安装蒸汽冷凝水回收槽（槽高：40cm；内径20cm；不锈钢材质），蒸汽冷凝水通过蒸汽冷凝水回收槽进入蒸汽冷凝水回收管道（DN30，不锈钢材质），并汇集到蒸汽冷凝水回收总管道（DN100，不锈钢材质），最终回收到低于蒸汽冷凝水总管道4m的物料回收罐（体积10m3）。每批次一级种子培养30h左右，可回收蒸汽冷凝水0.15-0.5吨。
实施例3：利用实施例1氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺及装置，通过蒸汽冷凝水回收器回收蒸汽冷凝水：我们以70m3种子发酵罐培养基灭菌过程为例进行说明：140-150℃饱和蒸汽通入种子罐进行灭菌，维持种子罐压力0.1-0.15Mpa，温度120～127℃，40-60min。灭菌过程中饱和蒸汽灭菌后形成的蒸汽及蒸汽冷凝水混合物通过种子罐排气管道进入蒸汽冷凝水回收器（高：60cm，内径20cm，不锈钢材质）。蒸汽通过蒸汽冷凝水回收器排气口排出，而蒸汽冷凝水由于重力作用通过连接于蒸汽冷凝水回收器底部的蒸汽冷凝水回收管道（DN50,不锈钢材质）汇集到蒸汽冷凝水回收总管道（DN100，不锈钢材质），并最终回收到物料回收罐（体积10m3）。通过本发明，每批次70m3种子罐培养基灭菌可回收蒸汽冷凝水0.7-1.4吨。

Claims (3)

1.氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺，其特征是，空气过滤器、物料连消管道、流加糖管道、移种管道及取样口出来的蒸汽冷凝水回蒸汽冷凝水回收槽；发酵罐排出的蒸汽及蒸汽冷凝水由上部进入蒸汽冷凝水回收器回收；蒸汽冷凝水回收槽及蒸汽冷凝水回收器收集到的蒸汽冷凝水通过连接于底部的蒸汽冷凝水回收管道，汇集到蒸汽冷凝水回收总管，并最终回收到的物料回收罐，回收利用；发酵罐顶部的细小排气口出来的蒸汽冷凝水回蒸汽冷凝水回收槽；发酵罐空消时产生的蒸汽冷凝水通过发酵罐底部排污管道与蒸汽冷凝水回收总管，回收到物料回收罐。
2.实现权利要求1所述氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用工艺的氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用装置，其特征是，主要包括发酵罐、空气过滤器、蒸汽冷凝水回收器、蒸汽冷凝水回收槽和物料回收罐，蒸汽冷凝水回收槽设在空气过滤器、物料连消管道、流加糖管道、移种管道及取样口的下部，蒸汽冷凝水回收器上部进气口与发酵罐排气管道相连，下部与蒸汽冷凝水回收管道相连，蒸汽冷凝水回收槽通过连接于底部的蒸汽冷凝水回收管道、蒸汽冷凝水回收总管与物料回收罐相连，发酵罐顶部设有细小排气口，细小排气口连接耐高温软管，并连接至最近的蒸汽冷凝水回收槽，发酵罐底部设排污管道，排污管道通过蒸汽冷凝水回收总管与物料回收罐相连。
3.根据权利要求2所述的氨基酸发酵系统蒸汽冷凝水回收利用装置，其特征是，蒸汽冷凝水回收槽、蒸汽冷凝水回收器、蒸汽冷凝水回收管道及蒸汽冷凝水回收总管均使用不锈钢材质。
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