CN209317426U - 一种用于d-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于D‑丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，属于发酵生产设备领域，所述装置包括发酵罐、与发酵罐连通的板式换热器、与板式换热器连通的旋风分离器和与旋风分离器连接的处理机构；所述发酵罐上设有排气阀，所述排气阀通过一连通管与板式换热器连通；所述处理机构包括与旋风分离器顶部连接的喷淋塔和与旋风分离器底部连接的污水处理站。通过所述装置首先将高温灭菌蒸汽进行冷凝处理，再通过旋风分离器进行气液分离，然后对分离后的气体污染物和液体污染物分别进行常规处理。该装置结构简单，与发酵罐连通，可对高温灭菌蒸汽直接进行持续处理，效率高，处理效果好，对保护环境起到积极作用。

Description

一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置

技术领域

本实用新型属于发酵生产设备领域，具体地，涉及一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置。

背景技术

随着工业现代化水平的而不断提升，节能环保和提高效率已经成为现代企业发展不得不关注的问题。在工业生产中，常需对工业废气进行净化处理，根据行业不同、废气成分不同，现有技术中存在多种不同的废气处理工艺。所述废气通常是指在常态、常压下以分子状态存在的污染物。例如，在发酵生产中，发酵废气一般是通过碱喷淋塔处理后达标排放，但是，在发酵进行前，需要大量培养基进行灭菌处理，例如培养基灭菌一般在发酵罐中进行，灭菌后会产生大量的高温灭菌蒸汽，温度高达200多度，内含硫化氢等有害气体，若直接排放会危害环境，不符合环保要求；若通过常规的喷淋塔进行处理，因为温度过高难以进入设备，会造成设备的损坏。另外，蒸汽排放一般也会伴随着噪音污染。

D-丝氨酸作为一种非蛋白光学活性氨基酸，具有特殊的生理学性 质，其在药物研究，有机合成，多肽合成等领域应用广泛，特别是在医药行业中，D-丝氨酸能够作为一种辅助药物能有效的改善精神分裂症患者的阳性症状、阴性症状及认知障碍。但是，D-丝氨酸是世界 上工业化生产难度最大的氨基酸之一，传统的D-丝氨酸合成工艺繁杂，工艺操作复杂，收率较低，光学纯度不高，甲醛残留去除难；发酵法生产操作简单，但对设备要求较高，生产周期长，能源消耗大，成本较高，如何保证环保的同时有效利用能源是企业需要考虑的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置。通过所述装置首先将高温灭菌蒸汽进行冷凝处理，再通过旋风分离器进行气液分离，然后对分离后的气体污染物和液体污染物分别进行常规处理。该装置结构简单，与发酵罐连通，可对高温灭菌蒸汽直接进行持续处理，效率高，处理效果好，对保护环境起到积极作用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：

一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，包括发酵罐、与发酵罐连通的板式换热器、与板式换热器连通的旋风分离器和与旋风分离器连接的处理机构；所述发酵罐上设有排气阀，所述排气阀通过一连通管与板式换热器连通；所述处理机构包括与旋风分离器顶部连接的喷淋塔和与旋风分离器底部连接的污水处理站。

作为对上述方案的进一步优化，所述发酵罐的替换容器为高温蒸汽灭菌锅，用以对高压蒸汽灭菌锅产生的高压灭菌蒸汽进行排放处理。

作为对上述方案的进一步优化，所述喷淋塔为碱喷淋塔，因为高温灭菌蒸汽中多含硫化氢等酸性分子，用碱喷淋用于中和所述酸性分子起到净化目的。

作为对上述方案的进一步优化，在所述排气阀处设有消音器，用以缓冲排气时产生的震动噪音。

作为对上述方案的更进一步优化，所述喷淋塔上设有进气口和排气口；所述进气口与旋风分离器连接；经所述喷淋塔处理后的气体经排气口直接排放或回收利用。所述回收利用的实现方式为：在所述排气口处依次设有除雾器和除菌过滤器；所述排气口与空气压缩机连接，所述空气压缩机与发酵罐连接。其中，述空气压缩机为活塞式空气压缩机。

作为对上述方案的更进一步优化，所述空气压缩机包括电动机和储气罐；在所述储气罐上连接一检测储气罐内压的压力变送器；所述压力变送器与矢量控制变频器连接；所述矢量控制变频器与电动机连接；所述矢量控制变频器与一三相电源电连接，通过智能调节电动机运动频率达到节能降耗的目的。

有益效果：

1、本实用新型所述装置利用高温灭菌蒸汽的特点，首先将高温灭菌蒸汽进行冷凝处理，降低蒸汽温度，减少设备腐蚀和损坏率，同时为下一步处理做准备。因为气体和液体介质的不同，其中所携带的污染分子有所差异，若直接对冷凝后的蒸汽进行碱喷淋或其他处理，污染物清除效果不佳，排放到大气中依然会危害环境，因此本新型所述装置通过旋风分离器将冷凝蒸汽进行气液分离，以便对产生的气体污染物和液体污染物中含有的酸性或其他未知污染物进行分别处理，清除效果好；加之该装置结构简单，与产高温灭菌蒸汽的容器设备发酵罐连通，可对高温灭菌蒸汽直接进行持续处理，效率高；同时整个处理过程未产生较大噪音，对保护环境起到积极作用。

2、本实用新型所述装置进一步在发酵罐的排气阀处设置消音器，缓冲蒸汽排气时产生的震动，缓解排气产生的噪音，起到降噪效果。另外，经喷淋塔处理后的气体污染物，其中的硫化氢等分子被清除，此时若排放到空气中不会对环境造成污染。为了节能环保和提高效率，也可将经喷淋处理的气体再加以循环利用，该气体经除雾器除去液体分子后再经除菌过滤器除去微生物杂质，得到洁净、无菌、干燥气体，将该气体通入发酵罐中参与生物发酵过程，将气体回收利用，节约成本，节能降耗。

3、在将高温灭菌蒸汽处理后再向发酵罐中通入回收利用的过程中，因为发酵罐用气量不稳定，时用时不用，造成动力中心气压波动较大，且老式活塞式空压机运行时不能频繁启停，气压高的时候必须通过排气降压方法来保证气压稳定，造成电能及设备的浪费损耗。通过在空气压缩机储气罐上设置的压力变送器检测储气罐内压，然后将指令传输给矢量控制变频器，矢量控制变频器根据指令来控制电机频率，从而根据气压高低来控制空压机的产气量，达到节能降耗效果，也使整个空气系统压力稳定。

附图说明

图1是实施例1所述装置的结构示意图；

图2是实施例2所述装置的结构示意图；

附图标记：1、发酵罐；2、板式换热器；3、旋风分离器；4、喷淋塔；5、污水处理站；6、排气阀；7、消音器；8、除雾器；9、除菌过滤器；10、空气压缩机。

具体实施方式

一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，包括发酵罐1、与发酵罐1连通的板式换热器2、与板式换热器2连通的旋风分离器3和与旋风分离器3连接的处理机构；所述发酵罐1上设有排气阀6，所述排气阀6通过一连通管与板式换热器2连通；所述处理机构包括与旋风分离器3顶部连接的喷淋塔4和与旋风分离器3底部连接的污水处理站5。

作为对上述方案的进一步优化，所述发酵罐1的替换容器为高温蒸汽灭菌锅，用以对高压蒸汽灭菌锅产生的高压灭菌蒸汽进行排放处理。

作为对上述方案的进一步优化，所述喷淋塔4为碱喷淋塔，因为高温灭菌蒸汽中多含硫化氢等酸性分子，用碱喷淋用于中和所述酸性分子起到净化目的。

作为对上述方案的进一步优化，在所述排气阀6处设有消音器7，用以缓冲排气时产生的震动噪音。

作为对上述方案的更进一步优化，所述喷淋塔4上设有进气口和排气口；所述进气口与旋风分离器3连接；经所述喷淋塔4处理后的气体经排气口直接排放或回收利用。所述回收利用的实现方式为：在所述排气口处依次设有除雾器8和除菌过滤器9；所述排气口与空气压缩机10连接，所述空气压缩机10与发酵罐1连接。其中，所述空气压缩机10为活塞式空气压缩机。

作为对上述方案的更进一步优化，所述空气压缩机10包括电动机和储气罐；在所述储气罐上连接一检测储气罐内压的压力变送器；所述压力变送器与矢量控制变频器连接；所述矢量控制变频器与电动机连接；所述矢量控制变频器与一三相电源电连接，通过智能调节电动机运动频率达到节能降耗的目的。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，如图1所示，包括发酵罐1、与发酵罐1连通的板式换热器2、与板式换热器2连通的旋风分离器3和与旋风分离器3连接的处理机构；所述发酵罐上设有排气阀，所述排气阀通过一连通管与板式换热器连通；所述处理机构包括与旋风分离器3顶部连接的碱喷淋塔4和与旋风分离器3底部连接的污水处理站5。

使用时，将培养基加入发酵罐1内进行高压蒸汽灭菌，灭菌结束后停止加热并使其自然冷却20-30min，使内在压力下降，然后打开排气阀6放气，高温灭菌蒸汽经连通管进入板式换热器2进行冷凝处理，冷凝后汽液温度接近常温；随即进入旋风分离器3进行气液分离，分离后所得液体进入污水处理站5处理后达标排放，气体进入碱喷淋塔4达标排放，从而符合环保要求。

通过上述装置对高温灭菌蒸汽进行处理，处理效率高，可达100m3/h；能实现对高温灭菌蒸汽高效率、高品质地处理，以达到环保要求。

上述装置与产高温灭菌蒸汽的发酵罐连接用于直接对发酵罐1内产生的高温灭菌蒸汽进行处理，也可用于与其他产高温灭菌蒸汽的容器连接进行处理后排放。

实施例2

一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，如图2所示，包括发酵罐1、与发酵罐1连通的板式换热器2、与板式换热器2连通的旋风分离器3和与旋风分离器3连接的处理机构；所述发酵罐1上设有排气阀6，所述排气阀6处设有消音器7，能缓冲排气产生的震动噪音；所述排气阀6通过一连通管与板式换热器2连通；所述处理机构包括与旋风分离器3顶部连接的碱喷淋塔4和与旋风分离器3底部连接的污水处理站5；

所述碱喷淋塔4上设有进气口和排气口，所述进气口与旋风分离器3顶部连接，使得经旋风分离器3分离的气体经进气口进入碱喷淋塔4；所述排气口处依次设有除雾器8和除菌过滤器9；所述排气口与空气压缩机10连接，所述空气压缩机10与发酵罐1连接。这样经进气口进入碱喷淋塔4内的气体经碱喷淋后中和其中的硫化氢等污染分子起到净化目的，净化后的气体中饱含水分，经除雾器8除去水分后再经除菌过滤器9微生物杂质后得到洁净、无菌、干燥气体；经空气压缩机10压缩后用来向发酵罐1提供洁净的压缩空气以支撑发酵罐内的生物发酵过程。

实施例3

一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，如图2所示，包括发酵罐1、与发酵罐1连通的板式换热器2、与板式换热器2连通的旋风分离器3和与旋风分离器3连接的处理机构；所述发酵罐1上设有排气阀6，所述排气阀6处设有消音器7，能缓冲排气产生的震动噪音；所述排气阀6通过一连通管与板式换热器2连通；所述处理机构包括与旋风分离器3顶部连接的碱喷淋塔4和与旋风分离器3底部连接的污水处理站5；

所述碱喷淋塔4上设有进气口和排气口，所述进气口与旋风分离器3顶部连接，使得经旋风分离器3分离的气体经进气口进入碱喷淋塔4；所述排气口处依次设有除雾器8和除菌过滤器9；所述排气口与所述排气口与空气压缩机10连接，所述空气压缩机10与发酵罐1连接。所述空气压缩机10包括电动机、机头和储气罐；在所述储气罐上连接一检测储气罐内压的压力变送器；所述压力变送器与矢量控制变频器连接；所述矢量控制变频器与电动机连接；所述矢量控制变频器与一三相电源电连接，所述三相电源为380v/50Hz。

所述压力变送器购自香港晖祥自动化系统有限公司，型号为HX-T61；

所述矢量控制变频器购自深圳市安邦信电子有限公司，型号为AMB100。

这样经进气口进入碱喷淋塔4内的气体经碱喷淋后中和其中的硫化氢等污染分子起到净化目的，净化后的气体中饱含水分，经除雾器8除去水分后再经除菌过滤器9微生物杂质后得到洁净、无菌、干燥气体；经空气压缩机10压缩后用来向发酵罐1提供洁净的压缩空气以支撑发酵罐1内的生物发酵过程。

在某些有氧发酵工艺中，微生物菌种需要在有氧条件下完成生物氧化和代谢过程。工业发酵生产中，空气压缩机用来给发酵罐提供洁净无油的压缩空气。但是，由于发酵罐用气量不稳定，时用时不用，造成动力中心气压波动较大，且老式活塞式空压机运行时不能频繁启停，气压高的时候必须通过排气降压方法来保证气压稳定，造成电能及设备的浪费损耗。因此，通过储气罐上安装的压力变送器检测储气罐压力，当出气罐内压达到阈值时，压力变送器将指令传输给矢量控制变频器，矢量控制变频器根据指令来控制电机频率，从而根据气压高低来控制空气压缩机的产气量，达到节能降耗效果，也使整个系统压力稳定。

结合发酵工艺的运行工况和对压缩空气实际需求的特点，合理选型和搭配空气压缩机，不仅能保证产品质量，又可实现最大限度地能源节省。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，其特征在于：包括发酵罐、与发酵罐连通的板式换热器、与板式换热器连通的旋风分离器和与旋风分离器连接的处理机构；所述发酵罐上设有排气阀，所述排气阀通过一连通管与板式换热器连通；所述处理机构包括与旋风分离器顶部连接的喷淋塔和与旋风分离器底部连接的污水处理站。

2.如权利要求1所述的一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，其特征在于：所述发酵罐的替换容器为高温蒸汽灭菌锅。

3.如权利要求2所述的一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，其特征在于：所述喷淋塔为碱喷淋塔。

4.如权利要求1所述的一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，其特征在于：在所述排气阀处设有消音器。

5.如权利要求1或3所述的一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，其特征在于：所述喷淋塔上设有进气口和排气口；所述进气口与旋风分离器连接；经所述喷淋塔处理后的气体经排气口直接排放或回收利用。

6.如权利要求5所述的一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，其特征在于：所述回收利用的实现方式为：在所述排气口处依次设有除雾器和除菌过滤器；所述排气口与空气压缩机连接，所述空气压缩机与发酵罐连接。

7.如权利要求6所述的一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，其特征在于：所述空气压缩机为活塞式空气压缩机。

8.如权利要求7所述的一种用于D-丝氨酸生产的高温灭菌蒸汽处理排放装置，其特征在于：所述空气压缩机包括电动机和储气罐；在所述储气罐上连接一检测储气罐内压的压力变送器；所述压力变送器与矢量控制变频器连接；所述矢量控制变频器与电动机连接；所述矢量控制变频器与一三相电源电连接。