CN203546025U - 封闭式同步糖化乳酸生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种封闭式同步糖化乳酸生产线，包括负压蒸汽爆破装置、发酵罐、超滤设备、离子交换柱以及乳酸储罐，所述爆破罐上的出料口与发酵罐的第一进料口相连通，所述发酵罐的发酵液出口与超滤设备的发酵液进料口相连通，所述浓缩液出料口与发酵罐上的第二进料口相连通，所述渗透液出料口与离子交换柱的进料口相连通，所述离子交换柱的出料口与乳酸储罐相连通。本实用新型的封闭式同步糖化乳酸生产线具有设备投资少、生产周期短、产品得率高等优点，并同时解决了采用同步糖化发酵方法进行乳酸连续化生产的技术难题。

Description

封闭式同步糖化乳酸生产线

技术领域

本实用新型涉及一种采用同步糖化方法封闭式生产乳酸的乳酸生产线。

背景技术

我国每年浪费的农作物秸秆，如稻草秸秆、麦秸、玉米秸等超过7亿吨,若能利用生物发酵的方法将秸秆降解为水解糖,并进一步转化成具有更高价值的L-乳酸或其他产物,其产业前景将非常广阔。L-乳酸广泛应用于食品、医药、饲料、化工等领域。目前，我国大多采用发酵法生产乳酸，其流程包括：秸秆原料进行预处理——水解反应——灭菌——冷却——接种——发酵——冷却——混合碳酸钙——过滤——结晶分离——洗晶——复溶——酸解脱色——过滤——离子交换——脱色——过滤——成品包装，上述流程中需要板框过滤机、离心机、离子交换柱、发酵罐等诸多设备，而且由于在乳酸发酵和提纯过程中外加多种辅料，使得乳酸生产过程中极易染菌，进而无法进行连续化发酵生产。

近年来同步糖化发酵技术（SSF）逐步开始运用到乳酸发酵工艺中。SSF过程可将传统发酵工艺中的纤维素水解与发酵合二为一，杂菌污染减少，并缩短了生产周期、节约设备投资、提高产率并降低能耗等诸多优点。然而如何采用同步糖化发酵方法进行乳酸的连续化生产仍然是未能很好解决的技术性难题。

针对上述问题，本申请人研制了一套采用同步糖化方法封闭式生产乳酸的乳酸生产线，以实现利用废弃秸秆低成本、连续化生产乳酸制品的目的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种封闭式同步糖化乳酸生产线，该乳酸生产线具有设备投资少、生产周期短、产品得率高等优点，并同时解决了采用同步糖化发酵方法进行乳酸连续化生产的技术难题。

本实用新型的封闭式同步糖化乳酸生产线，包括负压蒸汽爆破装置、发酵罐、超滤设备、离子交换柱以及乳酸储罐，所述负压蒸汽爆破装置包括爆破罐，所述爆破罐上设置出料口，所述发酵罐上设置有第一进料口、第二进料口以及发酵液出口，所述超滤设备上设置有发酵液进料口、浓缩液出料口和渗透液出料口，所述爆破罐上的出料口与发酵罐的第一进料口相连通，所述发酵罐的发酵液出口与超滤设备的发酵液进料口相连通，所述浓缩液出料口与发酵罐上的第二进料口相连通，所述渗透液出料口与离子交换柱的进料口相连通，所述离子交换柱的出料口与乳酸储罐相连通。

进一步，还包括pH值控制系统，所述pH值控制系统包括pH控制器、酸溶液储罐、碱溶液储罐以及设置于发酵罐内的ph传感器，所述酸溶液储罐通过酸液输送泵与发酵罐相连通，所述碱溶液储罐通过碱液输送泵与发酵罐相连通，所述pH控制器分别与酸液输送泵、碱液输送泵以及pH控制器电连接。

进一步，所述爆破罐上还设置进料口、加压口、排空口，所述负压蒸汽爆破装置还包括与所述排空口连通的负压排空罐和与所述负压排空罐连通设置有真空泵。

进一步，还包括菌液调配罐，所述菌液调配罐的菌液出口与发酵罐的第一进料口相连通。

进一步，还包括氮气装置，所述氮气装置通过气体过滤器与所述发酵罐相连通。

本实用新型的封闭式同步糖化乳酸生产线具有以下有益效果：

1、采用负压蒸汽爆破装置与发酵罐直接相连的安装方式，避免了杂菌的感染机会。

2、采用同步糖化发酵法在一个发酵罐中同时完成水解与发酵，提高了生产效率，节约了设备成本。

3、采用超滤设备——离子交换柱结合来提取乳酸，可实现乳酸的连续化发酵生产。

4、采用pH值控制系统来控制发酵罐同步糖化发酵中的PH值，使得乳酸菌类或米根霉菌能长期保持活性，得以实现乳酸的连续化生产。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型封闭式同步糖化乳酸生产线的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明：

如图1所示，本实用新型的封闭式同步糖化乳酸生产线，包括负压蒸汽爆破装置、发酵罐1、超滤设备2、离子交换柱3以及乳酸储罐5，所述负压蒸汽爆破装置包括爆破罐4，所述爆破罐4上设置出料口41，进料口42、加压口43、排空口44，所述负压蒸汽爆破装置还包括与所述排空口44连通的负压排空罐7和与所述负压排空罐7连通设置有真空泵8，优选的，所述爆破罐4的出料口41处设置有滤网，以避免大颗粒物料通过，所述发酵罐1上设置有第一进料口、第二进料口以及发酵液出口，所述超滤设备2上设置有发酵液进料口、浓缩液出料口和渗透液出料口，所述爆破罐4上的出料口与发酵罐1的第一进料口之间通过管道相连通，管道上设置有电磁阀门，所述发酵罐1的发酵液出口与超滤设备2的发酵液进料口通过管道相连通，该管道上设置有泵体，以提供超滤过程所需的能量，所述浓缩液出料口与发酵罐1上的第二进料口相连通，所述渗透液出料口与离子交换柱3的进料口相连通，所述离子交换柱3的出料口与乳酸储罐5相连通；进一步，本实用新型的封闭式同步糖化乳酸生产线还包括菌液调配罐9，所述菌液调配罐9的菌液出口与发酵罐1的第一进料口相连通。

生产时，首先使用负压蒸汽爆破装置对废旧秸秆进行蒸汽爆破，采用负压蒸汽爆破装置可避免爆破后物料的染菌，进而省去了向发酵罐转移料液时需要灭菌这一步骤；经过蒸汽爆破产生的料液，放入发酵罐1中，同时将配置好浓度的菌种以及水解酶混合液经菌液调配罐9投放到发酵罐1中，控制发酵罐温度在45—48℃，当乳酸达到一定浓度后，采用超滤设备2和离子交换柱3联合对乳酸进行提纯，由于提纯过程中无需加入辅助物料，所以该提纯过程可与乳酸发酵过程同时进行，进而达到连续化生产的目的。本实用新型的乳酸生产线具有全封闭、连续化的生产特点，而且同时具有设备投资少、生产周期短、产品得率高等优点。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括pH值控制系统，所述pH值控制系统包括pH控制器61、酸溶液储罐62、碱溶液储罐63以及设置于发酵罐1内的ph传感器64，所述酸溶液储罐62通过酸液输送泵621与发酵罐1相连通，所述碱溶液储罐63通过碱液输送泵631与发酵罐1相连通，所述pH控制器61分别与酸液输送泵621、碱液输送泵631以及pH控制器61电连接。工作时，ph传感器64可即时测得发酵罐1内溶液的酸碱离子浓度，并将测得的离子浓度信息实时上报至pH控制器61，pH控制器61根据获得的信息来判断并控制酸液输送泵621、碱液输送泵631的工作状态，进而对发酵罐1内溶液的酸碱离子浓度进行有效控制，使得发酵菌种能够长久保持转化活性。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括氮气装置10，所述氮气装置10通过气体过滤器11与所述发酵罐1相连通，同时发酵罐1上方设置气体过滤器11用于将发酵罐1内的气体排出，氮气可抑制杂菌繁殖、并可为厌氧发酵的乳酸菌提供无氧环境。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种封闭式同步糖化乳酸生产线，包括负压蒸汽爆破装置、发酵罐（1）、超滤设备（2）、离子交换柱（3）以及乳酸储罐（5），所述负压蒸汽爆破装置包括爆破罐（4），所述爆破罐（4）上设置出料口（41），所述发酵罐（1）上设置有第一进料口、第二进料口以及发酵液出口，所述超滤设备（2）上设置有发酵液进料口、浓缩液出料口和渗透液出料口，其特征在于：所述爆破罐（4）上的出料口与发酵罐（1）的第一进料口相连通，所述发酵罐（1）的发酵液出口与超滤设备（2）的发酵液进料口相连通，所述浓缩液出料口与发酵罐（1）上的第二进料口相连通，所述渗透液出料口与离子交换柱（3）的进料口相连通，所述离子交换柱（3）的出料口与乳酸储罐（5）相连通。

2.根据权利要求1所述的封闭式同步糖化乳酸生产线，其特征在于：还包括pH值控制系统，所述pH值控制系统包括pH控制器（61）、酸溶液储罐（62）、碱溶液储罐（63）以及设置于发酵罐（1）内的ph传感器（64），所述酸溶液储罐（62）通过酸液输送泵（621）与发酵罐（1）相连通，所述碱溶液储罐（63）通过碱液输送泵（631）与发酵罐（1）相连通，所述pH控制器（61）分别与酸液输送泵（621）、碱液输送泵（631）以及pH控制器（61）电连接。

3.根据权利要求2所述的封闭式同步糖化乳酸生产线，其特征在于：所述爆破罐（4）上还设置进料口（42）、加压口（43）、排空口（44），所述负压蒸汽爆破装置还包括与所述排空口（44）连通的负压排空罐（7）和与所述负压排空罐（7）连通设置有真空泵（8）。

4.根据权利要求3所述的封闭式同步糖化乳酸生产线，其特征在于：还包括菌液调配罐（9），所述菌液调配罐（9）的菌液出口与发酵罐（1）的第一进料口相连通。

5.根据权利要求4所述的封闭式同步糖化乳酸生产线，其特征在于：还包括氮气装置（10），所述氮气装置（10）通过气体过滤器（11）与所述发酵罐（1）相连通。