CN205590707U - 发酵罐循环冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种发酵罐循环冷却装置，包括发酵罐、换热器、温水储罐和冷水储罐；所述发酵罐内沿高度方向并列设置多组换热盘管，每组换热盘管的入水口低于其出水口；所述多组换热盘管的出水口均连通至温水储罐，温水储罐的底部放水口通过管道进入换热器的管程入口，管程出口通过管道连通至冷水储罐，冷水储罐的出水口通过管道连通至各组换热盘管的入水口。本实用新型结构简单合理，避免了温度过低的冷冻水直接与发酵罐换热；发酵罐中并联设置多组换热盘管，冷却水的流程短、冷却效果好，使发酵罐温度稳定保持在最佳温度，发酵罐上下部分温度均匀，发酵速度快，发酵质量好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发酵罐循环冷却装置，属于化工生产设备技术领域。
背景技术
生物酶催化生产抗生素是今后医药行业发展趋势，对生物酶催化剂的研究，是发展酶法抗生素的前提和基础。7-ACA生产用生物酶催化剂的产业化是发展酶法抗生素的关键技术，有利于推动我国医药行业在生产技术产业、发酵工程产业水平的提高。
D-氨基酸氧化酶是一种以黄素腺嘌呤为辅基的典型蛋白酶类，对于催化反应底物具有高度的立体异构选择性和广谱性，广泛应用于D-氨基酸的定性定量分析、生物传感器、L-氨基酸和α-酮酸的生产；其最重要的价值，是应用于两步法生产7-氨基头孢烷酸(7-ACA)。以头孢菌素C为原料，D-氨基酸氧化酶氧化头孢菌素C生成戊二酰-7-氨基头孢烷酸(GL-7-ACA)，再在GL-7-ACA酰化酶作用下催化脱酰生成7-ACA。
D-氨基酸氧化酶的生产过程主要包括种子培养、发酵、提取和固定化几个工段，具体工艺过程为：(1)将盛有种子的深冷管常温下解冻，放入种子瓶，经筛选后接入种子罐进行培养；(2)培养种子达到移种条件后，移入发酵罐，在含有培养基的发酵罐中进行发酵，直至发酵合格；(3)将合格发酵液经过多道工序的固液分离，得到纯净的含酶料液；(4)将载体投入含酶料液中进行固定化，固定化完成后经洗涤、抽干，即得成品。
温度是微生物生长的重要环境之一，对发酵过程至关重要。如果发酵温度过高，种子容易老化失活；如果发酵温度过低，细胞分裂慢、发酵时间长。制备D-氨基酸氧化酶的发酵最佳温度为16～18℃左右，在此温度下种子繁殖最快、代时最短。由于发酵过程是放热过程，发酵罐内温度会不断升高，因此，通常 将冷却水引入发酵罐内换热盘管中流动换热，从而达到对发酵罐降温的目的。
工厂的冷冻水温度通常在-3℃～0℃，直接将冷冻水送入换热盘管中，入水温度为-3℃～0℃，出水温度高达18～20℃。这样导致发酵罐下半部温度低于最佳温度、而发酵罐上半部温度高于最佳温度，发酵速度不均、发酵效果不可控，发酵质量差，影响发酵收率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种发酵罐循环冷却装置，能够使发酵罐内的温度稳定控制在最佳温度，保证发酵速度和质量。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种发酵罐循环冷却装置，包括发酵罐、换热器、温水储罐和冷水储罐；所述发酵罐内沿高度方向并列设置多组换热盘管，每组换热盘管的入水口低于其出水口；所述多组换热盘管的出水口均连通至温水储罐，温水储罐的底部放水口通过管道连接换热器的管程入口，换热器的管程出口连通至冷水储罐，冷水储罐的出水口通过管道连通至各组换热盘管的入水口；所述换热器的壳程入口连接冷冻水进水管道，壳程出口连接冷冻水回水管道。
本实用新型的进一步改进在于：所述换热盘管设置为四组；位于下方的一组换热盘管出水口高度略低于位于其上方的换热盘管的入水口高度。
本实用新型的进一步改进在于：所述发酵罐内设置有测温装置。
本实用新型的进一步改进在于：所述换热器为盘管式换热器。
本实用新型的进一步改进在于：所述温水储罐顶部设置有补水管道，补水管道与自来水进水管道相连通。
本实用新型的进一步改进在于：所述补水管道上设置有阀门。
本实用新型的进一步改进在于：所述温水储罐上还设置有液位计。
本实用新型的进一步改进在于：所述换热器与冷水储罐之间的管道上设置有用于驱动的循环泵。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型结构简单合理，通过冷冻水先对冷却水进行降温、然后将5～6℃ 的冷却水送入换热盘管，避免了温度过低的冷冻水直接与发酵罐换热；发酵罐中并联设置多组换热盘管，冷却水的流程短、冷却效果好，使发酵罐温度稳定保持在最佳温度，发酵罐上下部分温度统一、均匀，有利于提高发酵速度、保证发酵质量。本实用新型换热盘管入口处的冷却水温度为5～6℃，出口处温度不超过10℃，冷却效果极佳。
本实用新型发酵罐设置的多组换热盘管，一方面保证了不同高度上的换热效果，另一方面，冷却水流程短，不易发生盘管的堵塞，提高盘管的使用寿命，便于安装检修。
在换热器前后分别设置温水储罐和冷水储罐，避免由于流速过快/过慢对换热器的盘管造成冲击，产生损坏或堵塞，提高了换热器的使用寿命。
在温水储罐上还设置有补水管道和液位计，通过液位计来实时监测冷却循环装置中的循环水量，及时进行补水，进一步保证了发酵罐的冷却效果。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图中细箭头所指示的方向为冷却水的流动方向。
图中各标号清单为：1、发酵罐，11、换热盘管，12、测温装置，2、换热器，3、温水储罐，31、液位计，32、阀门，4、冷水储罐，5、冷冻水回水管道，6、冷冻水进水管道，7、自来水进水管道，8、循环泵。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
一种发酵罐循环冷却装置，如图1所示，包括通过管道依次相连的发酵罐1、温水储罐3、换热器2和冷水储罐4。
所述发酵罐1内沿高度方向并列设置四组换热盘管11，从下至上依次为第一换热盘管、第二换热盘管、第三换热盘管、第四换热盘管。四组换热盘管并联设置，其入口均连通冷水储罐4、其出口均连通温水储罐3。每组换热盘管11的入水口均低于其出水口，实现冷却水的低进高出。第一换热盘管的出水口高度略低于第二换热盘管的入水口高度，第二换热盘管的出水口高度略低于第 三换热盘管的入水口高度，第三换热盘管的出水口高度略低于第四换热盘管的入水口高度，由此实现换热盘管之间的紧密配合、保证整个发酵罐温度均匀。
所述温水储罐3上方的入水口与各组换热盘管11的出水口相连通，用于储存换热后温度较高的温水。温水储罐3底部设置放水口，放水口通过管道与换热器2的管程入口连通。在温水储罐3顶部设置有补水管道，补水管道与自来水进水管道7相连通，通过阀门32控制开合。温水储罐3上设置有液位计31，用于观察储罐中的液位。一旦储罐中液位过低，说明循环管路中出现跑冒滴漏现象，需及时进行检修；同时，开启阀门补充自来水，以保证冷却效果。
所述换热器2为盘管式换热器。换热器2管程流动循环冷却水，壳程流动来自工厂动力车间的冷冻水；冷冻水通过盘管壁对循环冷却水进行降温。换热器2的管程出口连接冷水储罐4的入水口。
所述冷水储罐4的出水口与四组换热盘管11的入水口相连通，循环冷却水经冷水储罐4暂存后即进入换热盘管进行降温。
在发酵罐1内设置有测温装置12，实时监测发酵温度。在换热器2与冷水储罐4之间的管道上设置有用于驱动循环冷却水流动的循环泵8。操作人员监测发酵温度，若发酵温度过高或过低，则通过调节循环泵8来控制循环冷却水的流速，以保证发酵罐内温度稳定在最佳温度。
本实用新型的运行过程为：
来自温水储罐的冷却水进入换热器，与壳程中的冷冻水换热而实现降温；降温后的低温冷却水经冷水储罐送入发酵罐的多组换热列管中、对发酵罐进行降温，换热后的冷却水温度升高、流入温水储罐，继续送入换热器冷却，实现循环。通过循环泵来调节冷却水流速、从而控制发酵罐的反应温度。
设备初次运行时和冷却水量减少时，打开补水管道上的阀门，向温水储罐中加入自来水。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种发酵罐循环冷却装置，其特征在于：包括发酵罐(1)、换热器(2)、温水储罐(3)和冷水储罐(4)；所述发酵罐(1)内沿高度方向并列设置多组换热盘管(11)，每组换热盘管(11)的入水口低于其出水口；所述多组换热盘管(11)的出水口均连通至温水储罐(3)，温水储罐(3)的底部放水口通过管道连接换热器(2)的管程入口，换热器(2)的管程出口连通至冷水储罐(4)，冷水储罐(4)的出水口通过管道连通至各组换热盘管(11)的入水口；所述换热器(2)的壳程入口连接冷冻水进水管道(6)，壳程出口连接冷冻水回水管道(5)。
2.根据权利要求1所述的发酵罐循环冷却装置，其特征在于：所述换热盘管(11)设置为四组；位于下方的一组换热盘管(11)出水口高度略低于位于其上方的换热盘管(11)的入水口高度。
3.根据权利要求1所述的发酵罐循环冷却装置，其特征在于：所述发酵罐(1)内设置有测温装置(12)。
4.根据权利要求1所述的发酵罐循环冷却装置，其特征在于：所述换热器(2)为盘管式换热器。
5.根据权利要求1所述的发酵罐循环冷却装置，其特征在于：所述温水储罐(3)顶部设置有补水管道，补水管道与自来水进水管道(7)相连通。
6.根据权利要求5所述的发酵罐循环冷却装置，其特征在于：所述补水管道上设置有阀门(32)。
7.根据权利要求5所述的发酵罐循环冷却装置，其特征在于：所述温水储罐(3)上还设置有液位计(31)。
8.根据权利要求1所述的发酵罐循环冷却装置，其特征在于：所述换热器(2)与冷水储罐(4)之间的管道上设置有用于驱动的循环泵(8)。
Priority Applications (1)
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| CN201620393147.6U CN205590707U (zh) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | 发酵罐循环冷却装置 |
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| CN (1) | CN205590707U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022016989A1 (zh) * | 2020-07-23 | 2022-01-27 | 浙江李子园食品股份有限公司 | 一种具有优异热交换性能的牛奶发酵罐 |
| CN114294902A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-08 | 扬中市威柯特生物工程设备有限公司 | 用于发酵设备的贮冷系统 |
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- 2016-05-04 CN CN201620393147.6U patent/CN205590707U/zh not_active Expired - Fee Related
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