CN103756885A - 药渣发酵处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种药渣发酵处理装置，包括发酵罐，在发酵罐上设置有进、出料管，以及出气管，在所述发酵罐上设置有使罐内上部发酵混合物回流至发酵罐底部的物料循环机构；在出气管与发酵罐之间还连接设有使所述出气管内的气体回流至发酵罐内、以对发酵罐内的发酵混合物进行搅拌的气体搅拌机构。本装置可实现对制药药渣进行发酵处理，能使发酵过程在整个发酵装置内的发酵物料中有效进行，消除发酵装置内发酵物料及菌种分布不均匀造成的容积浪费，且能够避免机械搅拌装置的弊端，也避免了传统进料方式的不足，具有很好的应用前景。

Description

药渣发酵处理装置

技术领域

本发明涉及一种制药药渣处理装置，尤其涉及一种药渣发酵处理装置。

背景技术

制药药渣主要由菌丝体、剩余培养基、发酵代谢产物组成，其中还有大量的多糖、蛋白质和多种氨基酸及微量元素，自上世纪五六十年代开始，其广泛被用作饲料、添加剂或肥料。2002年农业部公告第176号文件、2008年8月1日起实施的《国家危险废物名录》、以及国家环保部环办【2009】80号文件等一系列文件，开始将制药药渣列为“危险废物”，禁止制药药渣直接用作饲料、肥料等用途，这就造成在目前被认可的制药药渣处置方式仅有焚烧，但由于药渣具有产量大、含水率高等特点，焚烧的成本高、污染大。同时，药渣中蛋白等有机物含量高达60%以上，具有较高的生物质能，直接焚烧处置是对资源的极大浪费，与当前循环经济和科学发展的时代要求严重背离，因此根据药渣所含成分的特点利用生物发酵技术对其进行再次利用成为一种很好的处置方式。

但一般的固体发酵装置的发酵物料一般为污泥或其他有机物质，和药渣相比有很大的不同，由于药渣在生产过程中添加有大量的无机物质，因此一般的固体发酵装置在运行一段时间后，装置内部会出现大量的无机物质堆积，使得发酵装置很难连续对药渣进行降解，甚至会导致发酵装置失去降解功能。而且一般固体发酵装置采用的是内置机械搅拌装置对物料进行混合搅拌，但由于在发酵过程中装置内部的环境具有严重的腐蚀性，易使得搅拌装置无法长期的稳定运行，从而会导致物料混合不完全，影响了发酵装置的使用效率。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种药渣发酵处理装置，其可用于对制药药渣进行发酵处理，能使发酵过程在整个发酵装置内的发酵物料中有效进行，消除发酵装置内发酵物料及菌种分布不均匀造成的容积浪费，且能够避免机械搅拌装置的弊端，具有很好的应用前景。

为实现上述目的，本发明的药渣发酵处理装置包括发酵罐，在发酵罐上设置有进、出料管，以及出气管，在所述发酵罐上设置有使罐内上部发酵混合物回流至发酵罐底部的物料循环机构；在出气管与发酵罐之间还连接设有使所述出气管内的气体回流至发酵罐内、以对发酵罐内的发酵混合物进行搅拌的气体搅拌机构。采用上述的技术方案，由于发酵罐内上部的菌种量及含水率要高于底部，利用物料循环机构可以使上部含量较多的菌种回流至发酵罐的底部，从而可以维持发酵罐内各部位菌种的平衡，以利于对发酵物料即药渣的充分降解；而通过气体搅拌机构，使出气管中产出的部分气体回流至发酵罐内，在气体回流的过程中还可对气体进行增压处理，由此回流至发酵罐内的气体可由下而上对罐内的发酵混合物进行充分的气体搅拌，从而可在上部菌种回流的基础上，使发酵罐中尤其是发酵罐中下部的发酵物料与菌种分布的更均匀，两者结合可使菌种对发酵罐内的发酵物料进行彻底的降解消化，从而提高了发酵处理效率；另外使用气体搅拌不需要在发酵罐内设置复杂的机械搅拌装置，从而可避免使用机械搅拌装置的各种弊端，而且使用气体搅拌也能够取得更佳的搅拌效果。

作为对上述方式的限定，所述的发酵罐的高径比（H/D）大于1.5。将高径比设置为大于1.5可有效避免因罐体高度太低造成同步进料和出料时发酵物料的短流问题。  

作为对上述方式的限定，所述的物料循环机构包括连接设置在发酵罐上部的循环出料管，连接于循环出料管上的循环泵，以及连接设置在发酵罐底部和循环泵出口之间的循环进料管。通过循环泵可使上部的发酵混合液有效的回流至发酵罐的底部，从而增加底部的菌种量，维持罐内菌种的平衡。

作为对上述方式的改进，所述的循环出料管延伸入发酵罐内。将循环出料管延伸入发酵罐内是因为在靠近罐内中央的部位菌种的含量最大，这样可以保证回流至发酵罐底部的菌种量。

作为对上述方式的限定，所述的气体搅拌机构包括连接于出气管上的回流气管，与回流气管相连接的气体压缩装置，以及连接设置在气体压缩装置出口和发酵罐之间的搅拌气管。设置气体压缩装置可对回流的气体进行增压及一些净化过滤处理，从而可使回流的气体拥有足够的动能以对发酵混合液进行有效的搅拌，以进一步促进罐内发酵物料和菌种的平衡。

作为对上述方式的改进，所述的搅拌气管为设置在发酵罐底部的多根，所述的搅拌气管均伸入发酵罐内，且在每根搅拌气管上均连接设有控制阀门。将搅拌气管设置在发酵罐的底部且为多根可最大程度的发挥气体搅拌的作用，以使整个罐体内的发酵物料及菌种由下而上的得到充分的混合；在每根搅拌气管上设置控制阀门可根据具体使用情况对不同部位的气体搅拌程度进行控制，增加了气体搅拌机构的使用效果。

作为对上述方式的限定，所述出料管设置在发酵罐的底部，在所述发酵罐的底部还连接设有沿罐体向上的出料立管，在所述出料立管上位于发酵罐顶部之下、且距罐体顶部1-2m处连接设有出料直排口。出料管设置在发酵罐底部可对沉积于底部的大量无机质进行排放；而设置出料立管及连接在其上的出料直排口，一方面通过出料直排口可控制发酵罐内混合物的高度，多余的混合物可从出料直排口排出以维持罐内混合物液面的稳定，另一方面因发酵罐内需周期性的增加新的发酵物料并同时排出底部的含有大量无机质的混合物，如果使用底部出料管直接排液，由于出料管上阀门的频繁启闭会不可避免的产生阀门泄露问题，而这会导致发酵罐内的菌种产生不必要的损失，由于用于药渣发酵的菌种培养周期长，成本较高，因此随着时间的累积因阀门泄露而导致的菌种损失量不可忽略，同时，使用底部出料管直接排液，难以控制进出料的平衡，造成罐内液位的波动较大，影响反应体积，而通过出料立管的设置可使得在周期性的添加新发酵物料时，底部的混合物从出料立管上的出料直排口排出，由于出料直排口与罐内混合物的高度持平，因此其可在实现正常排液的基础上又避免了在罐体底部频繁启闭阀门的弊端，保持反应体积的稳定，而出料管则只用于特殊情况下的排液即可。

作为对上述方式的限定，所述的进料管连接设置在发酵罐罐体的中上部。在罐体内的中上部发酵混合物的有机成分及菌种的含量都较高，属于罐内的主要反应区，在此部位进料可使新的发酵物料更快更好的被降解消化。

作为对上述方式的改进，所述的进料管延伸入发酵罐罐内。将进料管延伸入罐内可有助于进入罐内的新的发酵物料直接位于罐内的最佳反应区域，新的发酵物料在自然下降和循环及搅拌的作用下可以很好的被混合，从而可克服传统的单纯底部或顶部进料的缺陷。

综上所述，采用本发明的技术方案，可实现对制药药渣进行发酵处理，能使发酵过程在整个发酵装置内的发酵物料中有效进行，消除发酵装置内发酵物料及菌种分布不均匀造成的容积浪费，且能够避免机械搅拌装置的弊端，也避免了传统进料方式的不足，具有很好的应用前景。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作更进一步详细说明：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为搅拌气管在发酵罐底部的布置示意图；

图中：1、发酵罐；2、进料管；3、进料阀门；4、出料管；5、出料阀门；6、出气管；7、循环出料管；8、循环泵；9、循环进料管；10、回流气管；11、气体压缩装置；12、搅拌气管；13、控制阀门；14、出料立管；15、出料直排口；16、液面。

具体实施方式

本实施例涉及一种药渣发酵装置，如图1所示，其包括发酵罐1，在发酵罐1上设置有进料管2和出料管4，在发酵罐1的顶部还设置有出气管6，而在发酵罐1的侧部也设置有使发酵罐1内上部的发酵混合物回流至发酵罐1底部的物料循环机构；在出气管6与发酵罐1之间还连接设有使出气管6内的气体回流至发酵罐1内、以对发酵罐1内的发酵混合物进行搅拌的气体搅拌机构。

发酵罐1采用圆筒式的罐体结构，其高径比（H/D）大于1.5，本实施例中发酵罐1的高度H大于12米，当然除了上述的圆筒式结构，发酵罐1也可采用如方形筒等其他结构形式，而其高度也可为其他值。进料管2为连接设置在发酵罐1的中上部，本实施例中为设置在罐体高度的2/3处，且进料管2也延伸入发酵罐1之内一段距离，本实施例中进料管2伸入发酵罐1内的长度为大于发酵罐1罐体直径的0.2倍，例如可为0.3D，由此可使得进料管2所进的发酵物料即药渣可以进入罐内的最佳反应区域，在进料管2上还设置有进料阀3，以用于进料管2的启闭控制。出料管4则为设置在发酵罐1的底部，在出料管4上设置有出料阀门5。

在发酵罐1的底部还设置有一根沿罐体向上的出料立管14，出料立管14顶端的高度不低于发酵罐1的高度，而且在出料立管14的上端，位于发酵罐1顶部的下方，且距离罐体顶部1-2m处，例如可为1.5米处连接设置有一个出料直排口15，出料立管14的顶端可为开口结构，而在出料直排口15处也可加设阀门。通过出料直排口15排料相比较于从底部出料管4排料的方式，可使得发酵罐1内的发酵混合物的液面16的高度维持在稳定的高度上，从而可以确保发酵罐1内的反应体积。

前述的物料循环机构包括设置在发酵罐1上部的循环出料管7，和循环出料管7相连接的循环泵8，以及连接循环泵8出口与发酵罐1底部的循环进料管9。本实施例中循环出料管7为设置在发酵罐1内正常维持的液面16下方0.5-1米处，例如可为0.7米，而且循环出料管7也为延伸入发酵罐1之内，伸入的长度可为罐体直径的0.4倍。本实施例中循环泵8可采用气动隔膜泵或其他渣浆管道泵，而循环进料管9则为设置在距离发酵罐1底部1米处。

而气体搅拌机构则包括连接在出气管6上的回流气管10，与回流气管10相连的气体压缩装置11，以及连接设置在气体压缩装置11出口和发酵罐1底部的搅拌气管12。在出气管6上位于回流气管10连接处的前方设置有出气阀门，而在回流气管10及出气管6上位于回流气管10连接处的后方也分别设置有阀门。本实施例中气体压缩装置11可包含有增压机、净化过滤器等。而搅拌气管12则为设置在发酵罐1底部的多根，每根搅拌气管12均伸入发酵罐1内，根据均匀布置的要求设置不同的长度，在每根搅拌气管12上还分别设置有控制阀门13，以用于控制启闭，且多根搅拌气管12也如图2中所示均匀布置在发酵罐1的底部。

本药渣发酵处理装置在使用时，进料管2用于添加发酵物料，即药渣，而出料管4只用于特殊情况下的排出发酵混合物，以减少使用频次，降低出料阀门5发生泄漏的可能。在一般发酵过程中需要添加药渣时，则是由进料管2进料，而多余的混合物通过出料立管14上的出料直排口15排出，以此使得罐内混合物的液面16维持稳定，并通过循环机构和气体搅拌机构的联合运行保持发酵过程持续高效的进行。

Claims (9)

1.一种药渣发酵处理装置，包括发酵罐，在发酵罐上设置有进、出料管，以及出气管，其特征在于：在所述发酵罐上设置有使罐内上部的发酵混合物回流至发酵罐底部的物料循环机构；在出气管与发酵罐之间还连接设有使所述出气管内的气体回流至发酵罐内、以对发酵罐内的发酵混合物进行搅拌的气体搅拌机构。

2.根据权利要求1所述的药渣发酵处理装置，其特征在于：所述的发酵罐的高径比（H/D）大于1.5。

3.根据权利要求1所述的药渣发酵处理装置，其特征在于：所述的物料循环机构包括连接设置在发酵罐上部的循环出料管，连接于循环出料管上的循环泵，以及连接设置在发酵罐底部和循环泵出口之间的循环进料管。

4.根据权利要求3所述的药渣发酵处理装置，其特征在于：所述的循环出料管延伸入发酵罐内。

5.根据权利要求1所述的药渣发酵处理装置，其特征在于：所述的气体搅拌机构包括连接于出气管上的回流气管，与回流气管相连接的气体压缩装置，以及连接设置在气体压缩装置出口和发酵罐之间的搅拌气管。

6.根据权利要求5所述的药渣发酵处理装置，其特征在于：所述的搅拌气管为设置在发酵罐底部的多根，所述的搅拌气管均伸入发酵罐内，且在每根搅拌气管上均连接设有控制阀门。

7.根据权利要求1所述的药渣发酵处理装置，其特征在于：所述出料管设置在发酵罐的底部，在所述发酵罐的底部还连接设有沿罐体向上的出料立管，在所述出料立管上位于发酵罐顶部之下、且距罐体顶部1-2m处连接设有出料直排口。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的药渣发酵处理装置，其特征在于：所述的进料管连接设置在发酵罐罐体的中上部。

9.根据权利要求8所述的药渣发酵处理装置，其特征在于：所述的进料管延伸入发酵罐罐内。

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