CN107617251A - 一种用于1,3‑丙二醇和2,3‑丁二醇发酵液预处理的设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于1,3‑丙二醇和2,3‑丁二醇发酵液预处理的设备及工艺，包括：发酵罐、换热器和刮刀式自动清渣过滤器，发酵罐底部与换热器入口连接，换热器出口与刮刀式自动清渣过滤器连接，通过刮刀式自动清渣过滤器解决发酵液灭活过程产生的结焦体对下游膜过滤工序造成的影响，避免结焦体堵塞膜过滤工序的保安过滤器甚至膜元件的通道，保证连续生产，避免了过滤器频繁拆洗，并在刮刀式自动清渣过滤器设有压缩空气进口，能将过滤器内发酵液全部压出，避免产品损失。

Description

一种用于1,3-丙二醇和2,3-丁二醇发酵液预处理的设备及 工艺

技术领域

本发明属于生物化工领域，特别涉及到发酵法生产1,3-丙二醇和2,3-丁二醇过程发酵液预处理的设备及工艺。

背景技术

1,3-丙二醇（PDO）和2,3-丁二醇（BDO）都是重要的化工原料，PDO是合成记忆纤维聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）的关键原料。生物法PDO生产技术长期被杜邦公司垄断，使得PTT纤维一直无法大规模生产。我公司与清华大学合作开发PDO生产技术，实施生物基PDO技术工业化生产，以满足自己PTT聚合工厂的需求。

BDO作为化工产品可直接用于多种行业，例如可用作有机溶剂、化妆品原料、风味添加剂、燃料的添加剂等。

目前发酵法生产PDO和BDO的工艺有多种，典型的有杜邦公司离交脱盐提取工艺（纳幕尔杜邦公司.生物生产1,3-丙二醇的纯化[P].中国专利：200480019163.9，2006-08-09）和清华大学的电渗析脱盐提取工艺（刘德华等.从1，3-丙二醇发酵液纯化1,3-丙二醇的方法及其应用[P].中国专利：201510206096.1，2015-04-27）。不论何种工艺，都需要通过膜过滤工序分离菌体和蛋白质，但是在膜过滤工序前，发酵液通常需要经过高温灭活，避免活菌体排放。在发酵液高温灭菌过程中，菌体很容易因高温而结焦，块状的结焦体很容易堵塞膜过滤设备的保安过滤器，导致保安过滤器需频繁拆洗，生产无法连续进行，劳动强度也极大。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术中存在的不足，提供一种用于1,3-丙二醇和2,3-丁二醇发酵液预处理的设备及工艺，解决发酵液灭活过程产生的结焦体对下游膜过滤工序造成的影响，避免结焦体堵塞膜过滤工序的保安过滤器甚至膜元件的通道，保证连续生产。

为达到上述目的：一种用于1,3-丙二醇和2,3-丁二醇发酵液预处理的设备，包括：发酵罐、换热器和刮刀式自动清渣过滤器，发酵罐底部与换热器入口连接，换热器出口与刮刀式自动清渣过滤器连接，其中，所述的刮刀式自动清渣过滤器主要由以下组件构成：电机、排气口、进料口、刮刀、人孔、视镜、进气口、过滤内筒、出料口、反冲口、排净口、连通管和过滤筛板，所述的电机安装在过滤器的罐口，进气口和排气口分别安装在过滤器罐体的顶部，进料口安装在过滤器罐体侧壁的上端，出料口安装在过滤器罐体侧壁的下端，过滤内筒安装在过滤器内，刮刀紧贴在过滤内筒壁，过滤筛板安装在过滤器内的底部，视镜安装在人孔上，人孔安装过滤器罐体壁上，位于过滤筛板上方及过滤内筒的下方，反冲口安装在过滤器罐体的底部，排净口安装在过滤器罐体的底端，连通管一端连接排净口，另一端连接出料口。

上述技术方案中，所述的过滤内筒是起过滤作用的；

上述技术方案中，所述的刮刀在转动时能及时将过滤内筒表面形成的滤饼层刮除，刮刀转速2-30rpm；

上述技术方案中，所述的进料口进入的是发酵罐内的发酵液；

上述技术方案中，所述的出料口是用于排出滤液的，排出的滤液是菌体失活的、无结焦体的液体；

上述技术方案中，所述的过滤筛板是用于过滤刮刀刮除的结焦体，过滤精度是60-200目；

上述技术方案中，所述的进气口是用于通入压缩空气的，在发酵罐内的发酵液过滤结束后，通入的压缩空气将过滤器内的发酵液通过连通管压到发酵液储罐的。

上述技术方案中，所述的排净口是用于排净系统内残余的发酵液，否则残留的发酵液容易滋生杂菌；

上述技术方案中，所述的电机是用于带动刮刀转动的；

上述技术方案中，所述的人孔是用于清理过滤筛板上的结焦体；

上述技术方案中，所述的视镜是用于观察过滤筛板上的情况；

上述技术方案中，所述的反冲口的作用是把粘贴在过滤筛板上的菌渣吹松。

为达到上述目的，一种用于1,3-丙二醇和2,3-丁二醇发酵液预处理的工艺，包括以下步骤：

1）发酵结束后，往发酵罐内通入压缩空气，使发酵罐内的罐压维持0.1～0.2Mp,开启发酵罐底部出料阀；

2）发酵液进入换热器内灭活，换热器加热介质是蒸汽，发酵液温度升高至80℃以上，然后进入刮刀式自动清渣过滤器；

3）启动刮刀式自动清渣过滤器的搅拌电机，调节刮刀的转速至要求值，开启出料口的阀门，将发酵液通过过滤器去除结焦体后送入发酵液储罐；

4）发酵罐内发酵液灭活、过滤后，通过过滤器顶部的进气口通压缩空气进入过滤器内，将过滤器内的发酵液通过连通管压至发酵液储罐，液体压完后，打开排净口阀门，排净残余发酵液，再打开人孔，将过滤筛板上的结焦体清理干净。

本发明的有益效果是：

1）发酵液灭活过程产生的结焦体通过刮刀式自动清渣过滤器截留，不会对下游膜过滤工序造成影响；

2）刮刀式自动清渣过滤器能将过滤器内筒上的粘附的结焦体及时清除，防止过滤器堵塞，避免了过滤器频繁拆洗。

3）刮刀式自动清渣过滤器设有压缩空气进口，能将过滤器内发酵液全部压出，避免产品损失。

附图说明

图1 是本发明的结构示意图。

其中：1是发酵罐；2是换热器；3是刮刀式自动清渣过滤器；4是电机；5是排气口；6是进料口；7是刮刀；8是人孔；9是视镜；10是过滤筛板；11是进气口；12是过滤内筒；13是出料口；14是反冲口；15是排净口；16是连通管。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细地说明。

本发明公开了一种用于1,3-丙二醇和2,3-丁二醇发酵液预处理的设备，包括发酵罐(1)、换热器(2)和刮刀式自动清渣过滤器(3)，发酵罐底部与换热器入口连接，换热器出口与刮刀式自动清渣过滤器连接，其中，所述的刮刀式自动清渣过滤器主要由以下组件构成：电机(4)、排气口(5)、进料口(6)、刮刀(7)、人孔(8)、视镜(9)、进气口(11)、过滤内筒(12)、出料口(13)、反冲口(14)、排净口(15)、连通管(16)和过滤筛板(10)。

本发明设备运行过程中：

1）发酵结束后，往发酵罐(1)内通入压缩空气，使发酵罐内的罐压维持0.1～0.2Mp,开启发酵罐底部出料阀；

2）发酵液进入换热器(2)内灭活，换热器(2)加热介质是蒸汽，发酵液温度升高至80℃以上，由位于刮刀式自动清渣过滤器罐体侧壁上端的进料口(6)进入过滤器内；

3）启动刮刀式自动清渣过滤器(3)安装在罐口的电机(4)，调节安装在过滤器内的紧贴过滤内筒的刮刀(7)的转速至要求值，通过刮刀转动及时将过滤内筒表面形成的滤饼层刮除，开启位于过滤器罐体侧壁下端的出料口(13)的阀门，将过滤去除结焦体的发酵液送入发酵液储罐，其中起过滤作用的是过滤器内筒(12)；

4）发酵罐内发酵液灭活、过滤后，过滤器顶部进气口(11)通压缩空气进入过滤器(3)内，将过滤器(3)内的发酵液通过连接排净口与出料口的连通管(16)压至发酵液储罐，液体压完后，通过安装在过滤器罐体壁上，位于过滤筛板上方及过滤内筒的下方的人孔(8)上的视镜(9)观察过滤器内底部的过滤筛板(10)的结焦情况，通过过滤器罐体底部的反冲口(14)把粘贴在过滤筛板上的菌渣吹松，打开排净口(15)阀门，排净残余发酵液，再打开人孔(8)，将过滤筛板(10)上的结焦体清理干净。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所作出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于1,3-丙二醇和2,3-丁二醇发酵液预处理的设备，其特征在于包括：发酵罐、换热器和刮刀式自动清渣过滤器，发酵罐底部与换热器入口连接，换热器出口与刮刀式自动清渣过滤器连接，其中，所述的刮刀式自动清渣过滤器主要由以下组件构成：电机、排气口、进料口、刮刀、人孔、视镜、进气口、过滤内筒、出料口、反冲口、排净口、连通管和过滤筛板，所述的电机安装在过滤器的罐口，进气口和排气口分别安装在过滤器罐体的顶部，进料口安装在过滤器罐体侧壁的上端，出料口安装在过滤器罐体侧壁的下端，过滤内筒安装在过滤器内，刮刀紧贴在过滤内筒壁，过滤筛板安装在过滤器内的底部，视镜安装在人孔上，人孔安装过滤器罐体壁上，位于过滤筛板上方及过滤内筒的下方，反冲口安装在过滤器罐体的底部，排净口安装在过滤器罐体的底端，连通管一端连接排净口，另一端连接出料口。

2.一种用于1,3-丙二醇和2,3-丁二醇发酵液预处理的工艺，其特征在于包括以下步骤：

1）发酵结束后，往发酵罐内通入压缩空气，使发酵罐内的罐压维持0.2Mp,开启发酵罐底部出料阀；

2）发酵液进入换热器内灭活，换热器加热介质是蒸汽，发酵液温度升高至80℃以上，然后进入刮刀式自动清渣过滤器；

3）启动刮刀式自动清渣过滤器的搅拌电机，调节刮刀的转速至要求值，开启出料口的阀门，将发酵液通过过滤器去除结焦体后送入发酵液储罐；

4）发酵罐内发酵液灭活、过滤后，通过过滤器顶部的进气口通压缩空气进入过滤器内，将过滤器内的发酵液通过连通管压至发酵液储罐，液体压完后，打开排净口阀门，排净残余发酵液，再打开人孔，将过滤筛板上的结焦体清理干净。