CN103320316A - 一种三相流化床发酵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三相流化床发酵装置,该装置是一个底部为圆锥形的发酵容器,其圆锥形底部上端的直径小于发酵容器的直径;发酵容器内置一筛桶,筛桶的直径大于圆锥形底部上端的直径,筛桶架在圆锥形底部的上方;所述的筛桶只有侧壁和底部,没有上盖;筛桶的侧壁和底部布满小孔;在发酵容器圆锥形的底部内、位于筛桶的下方有一曝气盘;所述的曝气盘与进气管连接。本发明的装置在发酵容器内置筛桶,发酵周期结束后,长满菌体的载体颗粒沉降到筛桶内,取出筛桶即可实现固液分离;内置筛桶还可实现循环发酵,取出长满菌体的载体颗粒后,可再将装有无菌载体颗粒的筛桶放入发酵容器中,发酵液可反复利用;筛桶底部的筛孔和筛网孔还可对气体进一步切割,提升气体的分散效率,提高发酵效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种微生物发酵设施,具体涉及一种三相流化床发酵装置。
背景技术
在水产养殖、环境改善、农业生产及面源污染治理等领域中,微生物制剂的使用需求量越来越大。目前,微生物制剂的生产主要依赖液体发酵和固体发酵两种发酵技术。液体发酵是一种传统的高效发酵技术,但是发酵后产品的保存和运输所需费用和空间大,若进行后续的浓缩干燥处理则能耗和费用高,且处理过程繁琐。而固体发酵虽然在后续的保存和运输上有优势,但是发酵效率低、产品质量低且不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三相流化床发酵装置,该装置发酵效果好、成本低、易操作、后续处理简单。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种三相流化床发酵装置,该装置是一个底部为圆锥形的发酵容器,其圆锥形底部上端的直径小于发酵容器的直径;发酵容器内置一筛桶,筛桶的直径大于圆锥形底部上端的直径,从而使筛桶可以架在圆锥形底部的上方;筛桶的容量大于发酵所用载体的体积;
所述的筛桶只有侧壁和底部,没有上盖;筛桶的侧壁和底部布满小孔,以使发酵容器内保持良好的气液流动性和透过性;
筛桶的内壁和底部固定筛网;上述的带孔的筛桶对筛网起到支撑作用,筛桶上的小孔不宜过小,加设筛网可提高对颗粒物的过滤截留效率,而且筛网容易更换,可根据需要灵活更换;筛网的孔径小于筛桶上的孔径,也略小于发酵所用载体的粒径,以保证发酵时有良好的气液通过性和固液分离时有效截留颗粒物;
在发酵容器圆锥形的底部内、位于筛桶的下方有一曝气盘;所述的曝气盘与进气管连接;
所述的曝气盘是由布满小孔的塑料管或金属管环绕而成,或者是布满小孔的陶瓷或砂盘;
在发酵容器的上端侧壁开口与进水管连接;在发酵容器圆锥形底部的底端开口与出水管连接;
所述的进气管、进水管与出水管均设有阀门;
除了曝气盘之外,所述的三相流化床发酵装置的部件由不锈钢或塑料制成。
所述的三相流化床发酵装置的使用方法是:
将无菌培养液和无菌载体放入发酵容器中,盖上容器盖。由增氧机或风机经进气管向曝气盘内增氧,气体由曝气盘溢出后经筛桶底部的网孔切割,形成分散均匀的上升流,搅动培养液和载体颗粒,进行发酵。载体颗粒上长满细菌细胞后,停止供气,富含菌体的载体颗粒沉降到筛桶内,打开容器盖取出筛桶。补充无菌培养液,放入装有无菌载体的筛桶,进行第二批发酵。如此重复利用发酵液中的菌体作为菌种进行循环发酵。多次发酵后,容器内发酵液过多时,可由出水管取出少部分发酵液,以维持容器内发酵液在适量水平。
三相流化床发酵技术在微生物制剂生产上具有独到的优势。主要表现在三个方面:①菌体在载体颗粒表面能大量繁殖,发酵效率高,获得的生物量高;②发酵条件可控性强;③发酵后,颗粒沉降易于浓缩和干燥,后续处理容易、费用较低。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
(1)本发明的装置在发酵容器内置筛桶,使固液分离操作简单方便。发酵周期结束后停止供气,长满菌体的载体颗粒在重力作用下沉降到筛桶内,取出筛桶即可实现固液分离。
(2)本发明装置的内置筛桶还可实现循环发酵。取出长满菌体的载体颗粒后,可再将装有无菌载体颗粒的筛桶放入发酵容器中,富含细菌细胞的发酵液可反复利用,实现节约减排、低能耗、低成本的循环发酵。
(3)本发明装置的内置筛桶可使布气更均匀,提高发酵效果。筛桶底部的筛孔和筛网孔可对源于曝气盘的气体进一步切割,提升气体的分散效率,提高发酵效果。
附图说明
图1是本发明的三相流化床发酵装置的剖面图;其中,1-发酵容器盖,2-发酵容器,3-筛桶侧壁,4-筛桶底部,5-发酵容器的圆锥形底部,6-出水管,7-进水管,8-曝气盘,9-进气管。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例
一种三相流化床发酵装置,其结构如图1所示,该装置是一个底部为圆锥形的发酵容器2(发酵容器由高密度聚乙烯HDPE制成),其圆锥形底部5上端的直径小于发酵容器2的直径;发酵容器2内置一筛桶,筛桶的直径大于圆锥形底部5上端的直径(筛桶的直径比发酵容器2的直径小1-2厘米),从而使筛桶可以架在圆锥形底部5的上方;筛桶的容量大于发酵所用载体的体积;
所述的筛桶只有侧壁3和底部4,没有上盖;筛桶的侧壁3和底部4布满小孔,孔径8毫米;筛桶由304不锈钢制成;
筛桶的内壁和底部4固定不锈钢筛网;筛网的孔径为40目,所用载体颗粒为1-2毫米谷物纤维颗粒;
在发酵容器圆锥形的底部5内、位于筛桶的下方有一曝气盘8;所述的曝气盘8与进气管9连接;
所述的曝气盘8是由布满小孔的塑料管或金属管环绕而成,或者是布满小孔的陶瓷或砂盘;
在发酵容器2的上端侧壁开口与进水管7连接;在发酵容器圆锥形底部5的底端开口与出水管6连接;
所述的进气管9、进水管7与出水管6均设有阀门;所述的进气管9、进水管7与出水管6由聚氯乙烯PVC制成。
所述的三相流化床发酵装置的使用方法是:
将无菌培养液和无菌载体放入发酵容器2中,盖上发酵容器盖1。由增氧机或风机经进气管9向曝气盘8内增氧,气体由曝气盘8溢出后经筛桶底部4的网孔切割,形成分散均匀的上升流,搅动培养液和载体颗粒,进行发酵。载体颗粒上长满细菌细胞后,停止供气,富含菌体的载体颗粒沉降到筛桶内,打开发酵容器盖1取出筛桶。补充无菌培养液,放入装有无菌载体的筛桶,进行第二批发酵。如此重复利用发酵液中的菌体作为菌种进行循环发酵。多次发酵后,容器内发酵液过多时,可由出水管6取出少部分发酵液,以维持容器内发酵液在适量水平。
在循环发酵过程中,充分体现了本发明的发酵装置具有操作简单、节约减排、低能耗、低成本的优点。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种三相流化床发酵装置,该装置是一个底部为圆锥形的发酵容器,特征在于:其圆锥形底部上端的直径小于发酵容器的直径;发酵容器内置一筛桶,筛桶的直径大于圆锥形底部上端的直径,筛桶架在圆锥形底部的上方;
所述的筛桶只有侧壁和底部,没有上盖;筛桶的侧壁和底部布满小孔;
在发酵容器圆锥形的底部内、位于筛桶的下方有一曝气盘;所述的曝气盘与进气管连接。
2.根据权利要求1所述的三相流化床发酵装置,其特征在于:所述筛桶的容量大于发酵所用载体的体积。
3.根据权利要求1所述的三相流化床发酵装置,其特征在于:所述筛桶的内壁和底部固定筛网。
4.根据权利要求3所述的三相流化床发酵装置,其特征在于:所述筛网的孔径小于筛桶上的孔径,也小于发酵所用载体的粒径。
5.根据权利要求1所述的三相流化床发酵装置,其特征在于:所述的曝气盘是由布满小孔的塑料管或金属管环绕而成,或者是布满小孔的陶瓷或砂盘。
6.根据权利要求1所述的三相流化床发酵装置,其特征在于:在发酵容器的上端侧壁开口与进水管连接;在发酵容器圆锥形底部的底端开口与出水管连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的三相流化床发酵装置,其特征在于:所述的进气管、进水管与出水管均设有阀门。
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CN101633524A (zh) * | 2009-06-12 | 2010-01-27 | 中国环境科学研究院 | 一种畜禽养殖废水磷的去除与回收工艺和装置 |
CN103058355A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-04-24 | 浙江省海洋开发研究院 | 一种防堵塞三相生物流化床 |
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