CN204644366U - 一种发酵罐排气治理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发酵罐排气治理装置，它包括罐体，所述罐体中部设置有隔板，所述隔板的上方为分离室、下方为杀菌室，所述分离室的顶部连接有输入管和导气弯管、底部连接有导流弯管，所述输入管的入口端连接有并联设置的注液管路、进气管路和蒸汽管路，所述注液管路、进气管路和蒸汽管路上分别设置有注液阀、进气阀和蒸汽阀，所述导气弯管的另一端伸入杀菌室内的储液中，所述导流弯管穿出分离室后伸入杀菌室的上部，所述杀菌室上连接有排气管、排液弯管和清洗排污管。该装置实现了对发酵罐排气进行气液分离和即时杀菌，解决了发酵罐排气向空气中直排造成的环境污染问题。

Description

一种发酵罐排气治理装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种发酵罐排气治理装置，属于微生物发酵技术领域。

背景技术

在微生物发酵领域，适用于好氧菌发酵的发酵罐被广泛应用。这些发酵罐规模层次多元，规模小的每只罐容5升-100升，规模大的每只罐容可达到300立方~1000立方。应用此类发酵罐好氧发酵的主导产品举例有赖氨酸、谷氨酸等氨基酸系列，葡萄糖酸钠、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸钙等葡萄糖酸盐系列，青霉素、头孢菌素等抗生素系列，淀粉酶、液化酶等酶制剂系列等。尽管这些发酵产品种类繁多用途不尽相同，但均是由某一类单一或复合微生物菌种纯种在好氧通气条件下培养和发酵而得，此类产品在食品轻工、生物制药等行业有着广泛而重要的应用价值。工业化生产此类发酵产品所必须使用到的微生物资源，有的是通过科技人员的科技攻关筛选获得，有的是经过基因改造获得,科技含量高。各企业、科研院所间菌种菌株不同，发酵收率也会有显著差异，直接影响生产效益。这些科研与工业用微生物，技术含量高、商业价值巨大，是发酵企业、科研院所主要的核心竞争力，各大企业科研院所一定程度上都加以严格周密保护。

对于纯种的好氧通气培养和发酵而言，发酵罐的排气治理显得尤为重要。目前，发酵罐排气的处理方式多为向空气中直排，这种排气方式极为粗放，对环境污染严重，且在遇发酵罐罐内暂时失压时易将外界污浊空气倒吸入罐内造成该罐批染菌，严重影响经济效益。同时，发酵罐在排气过程中除易将发酵罐内的菌液带出对环境造成污染、带出的菌液暴露在环境中还有遭受噬菌体感染的风险、带出的菌液通过飘散等方式传播和寄存到环境中去有造成高价值工业生产菌或科研菌株失窃的风险、对人员健康和环境也存在不利影响。

在申请公布号为CN 102071132A、申请公布日为2011.05.25的发明专利中公开了一种发酵罐排气装置，该装置仅实现了对发酵罐排气中带出的大部分菌液的捕集和排出，其捕集到的菌液仍未被即时杀灭，集液室无菌化程度低，无法应对气流倒吸可能仍存在集液室或发酵罐杂菌污染甚至是感染噬菌体的可能，且仍会有少量菌液随高速气流暴露到环境中，因此前述问题并没有得到彻底解决。

在授权公告号为CN 202778111U、授权公告日为2013.03.13的实用新型专利中公开了一种核黄素发酵尾气的分离装置，该装置采用两级旋风分离器组合，但仍仅限于在核黄素发酵方面对尾气与菌液等的捕集、分离，设备占地面积大，旋风分离器难以消毒，捕集到的菌液亦未被即时杀灭，前述问题同样并没有得到彻底解决。因此，在发酵罐排气的治理方面，仍然亟待开发一种能够对发酵罐排气进行气液分离和即时杀菌的装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种发酵罐排气治理装置，该装置实现了对发酵罐排气进行气液分离和即时杀菌，解决了发酵罐排气向空气中直排造成的环境污染问题，防止外界污浊空气倒吸罐内造成染菌问题，防止菌液暴露在环境中遭受噬菌体感染，防止菌液暴露和寄存在环境中造成高价值工业生产菌或科研菌株失窃，有利于环境保护和人员健康。

本方案是通过如下技术措施来实现的：该发酵罐排气治理装置包括罐体，所述罐体中部设置有隔板，所述隔板的上方为分离室、下方为杀菌室，所述分离室的顶部连接有输入管和导气弯管、底部连接有导流弯管，所述输入管的入口端连接有并联设置的注液管路、进气管路和蒸汽管路，所述注液管路、进气管路和蒸汽管路上分别设置有注液阀、进气阀和蒸汽阀，所述导气弯管的另一端伸入杀菌室内的储液中，所述导流弯管穿出分离室后伸入杀菌室的上部，所述杀菌室上连接有排气管、排液弯管和清洗排污管。

上述罐体的外侧设置有保温夹套，所述保温夹套包覆在杀菌室的外侧以及分离室的底部外侧。

上述分离室内：导气弯管的底面高于输入管的底面，且导气弯管的底面距离分离室的顶面1-3cm，所述输入管的长度为分离室高度的三分之一至五分之一。

上述导流弯管中位于分离室内部段的下端面距分离室内腔底面1-10cm、距导流弯管最顶端的距离为a，且导流弯管中贯穿分离室的一段为开口向下的弧形段。

上述导流弯管中弧形段的顶点与贯穿杀菌室一段的底端之间的距离为b，且b＞a，所述导流弯管中位于杀菌室内部段的下端面与杀菌室顶面之间的距离为杀菌室高度的三分之一至五分之一。

上述排气管的顶端距杀菌室的顶面1-3cm，排气管上设置有压力表、排气阀门和空气精密过滤器。

上述导气弯管上设置有压力表和导气阀门，且导气弯管从杀菌室的上半部伸入其内腔中，导气弯管的下端面距杀菌室的内腔底面1-10cm。

上述保温夹套内有加热介质，所述加热介质为热水、导热油或蒸汽，所述保温夹套上设置有进口和出口，且出口的位置高于进口的位置。

上述分离室和杀菌室上分别设置有人孔，所述杀菌室上还设置有目镜，且目镜的高度与排液弯管的进口端高度对应，所述排液弯管和清洗排污管上分别设置有排液阀和清洗排污阀。

上述罐体为采用普通钢铁、不锈钢或耐高温硼硅玻璃制成的罐体。

本实用新型的有益效果：

1）输入管前置注液管路、进气管路和蒸汽管路并分设注液阀、进气阀和蒸汽阀，方便切换。当只开注液阀时，可以注入注液，包括水、含有杀菌效果成分的液体；当只打开蒸汽阀时，可以注入蒸汽，实现蒸汽对分离室和杀菌室的不定期无死角蒸汽杀菌；当只打开进气阀时，可以方便的通入发酵罐排出的排气；

2）本装置设有保温夹套，保温夹套包覆在杀菌室的外侧以及分离室的底部外侧，具体来说是自杀菌室底部至导流弯管中弧形段的弧面顶点处，保温夹套内通热水、导热油或蒸汽，能够及时对分离室和杀菌室内的积存物料进行高温杀菌；

3）导流弯管中其弧形段的弧面顶点距分离室底面有一定的高度，该高度决定了分离室底部可以暂时储存一定容量的分离后积液，该积液四周及底部受保温夹套的高温加热以及杀菌室内受热蒸汽余热加热，可以在分离室内实现对发酵罐排气中夹带的料液实现刚被分离即开始受到高温预热的处理。积液达到一定容积后，自动虹吸沿导流弯管溢流进入杀菌室，进行更高温杀菌及排空，热效率及热维持时间更多，杀菌效果更好；

4）杀菌室底部预先通入高温注液，高温注液进入杀菌室内形成高温储液，预通高温注液时，只打开注液阀，高温注液经导流弯管自动注入杀菌室底部形成液封。该高温储液可以是高温热水或高温高浓度氯化钠盐水或其他适于杀菌的液体，并经由保温夹套继续维持温度；

5）杀菌室底部设置带清洗排污阀的清洗排污管，排液弯管上设置排液阀。打开清洗排污阀可以从清洗排污管方便将罐体内的清洗废水排除。排液弯管的顶端距杀菌室内腔底面有一定的高度c，决定了可储存一定容积的液体形成液封。在液封内储液不断吸收导流弯管溢流的导流液和阻滞导气弯管输送的气体，并且储液在杀菌室内经过保温夹套高温加热并维持一定的时间后，达到杀菌的目的。由目镜观察后，打开排液阀经排液弯管排出。经由排液弯管排出的液体为受过高温及杀菌处理的液体，是无活性菌的液体，实现了无活性菌的安全排放，有利于环境保护，且该排出液适于对物料的回收利用，有利于增加经济效益。排液弯管、清洗排污管均为向下开口，方便直排和物料的收集；

6）发酵罐的排气自输入管进入分离室，输入管的开口低于导气弯管的开口，更方便气液分离。导气弯管中位于杀菌室内的一段下端开口没入杀菌室内的高温储液中，分离后的气体经导气弯管通入杀菌室底部的高温储液液封中，且导入的气流对储液形成气流搅拌效果，实现储液对气体及夹带物的迟滞、截留及高温热处理，使得排出的气体亦为无菌性，有利于环境保护；

7）排气管的顶端距杀菌室的顶面1-3cm，方便将经过治理后的发酵罐排气无菌性的排出。排气管外端还设可更换的精密空气过滤器，既能对排出的无菌性空气加一道多重防护，又能预防外界带菌空气的进入，保证了本装置的严格无菌；

8）导气弯管上设置有压力表和导气阀门，排气管上设置有压力表、排气阀门，方便操作人员的观察，配合其他阀门的使用，方便压力调节；

9）本装置的进口端为输入管及注液管路、进气管路和蒸汽管路，出口端为清洗排污管、排液弯管和排气管。进口端和出口端分别位于罐体的相对两侧，简洁明了，方便操作人员快速了解掌握；

10）罐体为圆柱状外形，稳固，占地面积少；

11）分离室和杀菌室分别设有人孔，方便人员检修维护。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图。

图中，1-进气阀，2-注液阀，3-注液管路，4-输入管，5-分离室，6-压力表，7-导气阀门，8-导气弯管，9-人孔，10-空气精密过滤器，11-排气管，12-排气阀门，13-出口，14-排液阀，15-排液弯管，16-清洗排污阀，17-清洗排污管，18-隔板，19-进口，20-目镜，21-杀菌室，22-保温夹套，23-导流弯管，24-罐体，25-进气管路，26-蒸汽阀，27-蒸汽管路。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

一种发酵罐排气治理装置，如图所示，它包括圆柱状的罐体24，所述罐体24中部设置有隔板18，所述隔板18的上方为分离室5、下方为杀菌室21，分离室5与杀菌室21为同心圆柱并通过一根导流弯管23和一根导气弯管8连通。罐体24的外侧设置有保温夹套22，所述保温夹套22包覆在杀菌室21的外侧以及分离室5的底部外侧，具体来说是自杀菌室21底部至导流弯管23中弧形段的弧面顶点处，保温夹套22内有加热介质，所述加热介质为热水、导热油或蒸汽，所述保温夹套22上设置有进口19和出口13，且出口13的位置高于进口19的位置。

所述分离室5的顶部连接有输入管4和导气弯管8、底部连接有导流弯管23，所述输入管4的入口端连接有并联设置的注液管路3、进气管路25和蒸汽管路27，所述注液管路3、进气管路25和蒸汽管路27上分别设置有注液阀2、进气阀1和蒸汽阀26，所述导气弯管8的另一端伸入杀菌室21内的储液中，所述导流弯管23穿出分离室5后伸入杀菌室21的上部，所述杀菌室21上连接有排气管11、排液弯管15和清洗排污管17。

所述分离室5内：导气弯管8的底面高于输入管4的底面，且导气弯管8的底面距离分离室5的顶面1-3cm，所述输入管4的长度为分离室5高度的三分之一至五分之一，导气弯管8上设置有压力表6和导气阀门7，且导气弯管8从杀菌室21的上半部伸入其内腔中，导气弯管8的下端面距杀菌室21的内腔底面1-10cm。

所述导流弯管23中位于分离室5内部段的下端面距分离室5内腔底面1-10cm、距导流弯管23最顶端的距离为a，且导流弯管23中贯穿分离室5的一段为开口向下的弧形段，导流弯管23中弧形段的顶点与贯穿杀菌室21一段的底端之间的距离为b，且b＞a，所述导流弯管23中位于杀菌室21内部段的下端面与杀菌室21顶面之间的距离为杀菌室21高度的三分之一至五分之一。

所述排气管11的顶端距杀菌室21的顶面1-3cm，排气管11上设置有压力表6、排气阀门12和空气精密过滤器10。

所述分离室5和杀菌室21上分别设置有人孔9，所述杀菌室21上还设置有目镜20，且目镜20的高度与排液弯管15的进口端高度对应，所述排液弯管15和清洗排污管17上分别设置有排液阀14和清洗排污阀16。

所述罐体24为采用普通钢铁、不锈钢或耐高温硼硅玻璃制成的罐体，不锈钢、钢铁等适于制造工厂规模的设备，耐高温硼硅玻璃适于制造实验室小型化仪器设备，能够满足工业生产和科学研究的不同装备需求。

本实用新型改变了以往对发酵罐排气往环境空气中直排的做法，也不会出现因发酵罐罐体内暂时失压而将外界污浊空气倒吸入罐体内造成染菌的问题。该装置实现了对发酵罐排气进行气液分离与即时杀菌，经处理各自排出的液体、气体已经过了杀菌，无菌活性，安全性高，有利于防止发酵罐内菌液的带出对环境造成污染，有利于防止带出的菌液暴露在环境中还有遭受噬菌体感染的风险，有利于防止带出的菌液通过飘散等方式传播和寄存到环境中去有造成高价值工业生产菌或科研菌株失窃的风险，有利于防止发酵罐排气对人员健康和环境造成不利影响。该装置操作简便，安全环保。

本实用新型中未经描述的技术特征可以通过现有技术实现，在此不再赘述。本实用新型并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本实用新型的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种发酵罐排气治理装置，其特征在于：它包括罐体，所述罐体中部设置有隔板，所述隔板的上方为分离室、下方为杀菌室，所述分离室的顶部连接有输入管和导气弯管、底部连接有导流弯管，所述输入管的入口端连接有并联设置的注液管路、进气管路和蒸汽管路，所述注液管路、进气管路和蒸汽管路上分别设置有注液阀、进气阀和蒸汽阀，所述导气弯管的另一端伸入杀菌室内的储液中，所述导流弯管穿出分离室后伸入杀菌室的上部，所述杀菌室上连接有排气管、排液弯管和清洗排污管。

2.根据权利要求1所述的发酵罐排气治理装置，其特征在于：所述罐体的外侧设置有保温夹套，所述保温夹套包覆在杀菌室的外侧以及分离室的底部外侧。

3.根据权利要求1或2所述的发酵罐排气治理装置，其特征在于：所述分离室内：导气弯管的底面高于输入管的底面，且导气弯管的底面距离分离室的顶面1-3cm，所述输入管的长度为分离室高度的三分之一至五分之一。

4.根据权利要求3所述的发酵罐排气治理装置，其特征在于：所述导流弯管中位于分离室内部段的下端面距分离室内腔底面1-10cm、距导流弯管最顶端的距离为a，且导流弯管中贯穿分离室的一段为开口向下的弧形段。

5.根据权利要求4所述的发酵罐排气治理装置，其特征在于：所述导流弯管中弧形段的顶点与贯穿杀菌室一段的底端之间的距离为b，且b＞a，所述导流弯管中位于杀菌室内部段的下端面与杀菌室顶面之间的距离为杀菌室高度的三分之一至五分之一。

6.根据权利要求4所述的发酵罐排气治理装置，其特征在于：所述排气管的顶端距杀菌室的顶面1-3cm，排气管上设置有压力表、排气阀门和空气精密过滤器。

7.根据权利要求3所述的发酵罐排气治理装置，其特征在于：所述导气弯管上设置有压力表和导气阀门，且导气弯管从杀菌室的上半部伸入其内腔中，导气弯管的下端面距杀菌室的内腔底面1-10cm。

8.根据权利要求2所述的发酵罐排气治理装置，其特征在于：所述保温夹套内有加热介质，所述加热介质为热水、导热油或蒸汽，所述保温夹套上设置有进口和出口，且出口的位置高于进口的位置。

9.根据权利要求5所述的发酵罐排气治理装置，其特征在于：所述分离室和杀菌室上分别设置有人孔，所述杀菌室上还设置有目镜，且目镜的高度与排液弯管的进口端高度对应，所述排液弯管和清洗排污管上分别设置有排液阀和清洗排污阀。

10.根据权利要求9所述的发酵罐排气治理装置，其特征在于：所述罐体为采用普通钢铁、不锈钢或耐高温硼硅玻璃制成的罐体。