CN211634430U - 一种长链二元酸生产过程中的灭菌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种长链二元酸生产过程中的灭菌装置，灭菌装置包括换热器、加热器、维持罐、清洗器以及至少一个泵，换热器包括进料口和出料口；加热器通过管道连接于换热器；维持罐通过管道分别连接于加热器和换热器，进料口、换热器、加热器、维持罐和出料口形成一流体路径；清洗器包含清洗液，清洗器通过管道连接于流体路径；至少一个泵用于输送待灭菌的物料或清洗液沿流体路径流动。

Description

一种长链二元酸生产过程中的灭菌装置

技术领域

本实用新型总体来说涉及长链二元酸生产技术领域，具体而言，涉及一种长链二元酸生产过程中的灭菌装置。

背景技术

长链二元酸(Long chain dicarboxylic acids，LCDA)，其结构通式为：HOOC-(CH₂)_n-COOH(n＝8-16)，是一种重要的有机中间体，被广泛应用于化工、轻工、农药、医药、新材料等领域。

目前最为常规的长链二元酸制备方法是通过长链的烷烃、脂肪酸、脂肪酸酯或脂肪酸盐在特定菌种下经发酵获得，以石油副产物蜡油为原料，具有原料来源广，生产工艺简单，生产条件温和等优点，在国内外受到广泛关注。生物法可以提供从10碳及以上的系列长链二元酸单体，这些新型的长碳链二元酸单体可以以更加优良的性能与化学合成法已有的长链二元酸市场竞争。同时，不同碳链的长碳链二元酸单体，可以衍生出一系列具有不同性质的新功能材料。

现有技术中，长链二元酸发酵车间中对原材料的灭菌均采用蒸汽加热灭菌工艺，这种灭菌工艺在长时间使用后，由于水质的影响，灭菌设备内会结垢，灭菌设备一旦结垢，会影响蒸汽的加热效果，为了保证灭菌效果，不得不采取提高蒸汽的加入量或减少原材料的加入量的措施，如此增加了灭菌成本以及降低了灭菌效率。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种长链二元酸生产过程中的灭菌装置，以解决现有技术中存在的灭菌设备结垢后影响灭菌效果的问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种长链二元酸生产过程中的灭菌装置，所述灭菌装置包括换热器、加热器、维持罐、清洗器以及至少一个泵，换热器包括进料口和出料口；加热器通过管道连接于所述换热器；维持罐通过管道分别连接于所述加热器和所述换热器，所述进料口、所述换热器、所述加热器、所述维持罐和所述出料口形成一流体路径；清洗器包含清洗液，所述清洗器通过管道连接于所述流体路径；至少一个泵用于输送待灭菌的物料或所述清洗液沿所述流体路径流动。

根据本实用新型的一实施方式，所述清洗器包括酸洗罐，所述酸洗罐通过管道连接于所述流体路径。

根据本实用新型的一实施方式，所述清洗器还包括碱洗罐，所述碱洗罐通过管道连接于所述流体路径。

根据本实用新型的一实施方式，所述清洗器还包括水罐，所述水罐通过管道连接于所述流体路径。

根据本实用新型的一实施方式，所述酸洗罐与所述流体路径之间的管道上设有第一自控阀，所述碱洗罐与所述流体路径之间的管道上设有第二自控阀，所述水罐与所述流体路径之间的管道上设有第三自控阀。

根据本实用新型的一实施方式，所述加热器为蒸汽加热器。

根据本实用新型的一实施方式，还包括蒸汽管线，连接于所述蒸汽加热器，所述蒸汽管线上设有第四自控阀。

根据本实用新型的一实施方式，还包括至少一发酵罐，通过管道连接于所述换热器的所述出料口。

根据本实用新型的一实施方式，还包括原料罐，通过管道连接于所述换热器的所述进料口，所述至少一个泵设置在所述原料罐和所述流体路径之间的管道上，所述清洗器连接于所述原料罐和所述至少一个泵之间的管道。

根据本实用新型的一实施方式，所述待灭菌的物料包括培养基和发酵底物，其中所述发酵底物包括石蜡油、烷烃、脂肪酸、脂肪酸酯或脂肪酸盐。

所述培养基包括种子培养基或发酵培养基。所述培养基可以包括：碳源、氮源、无机盐和营养盐等。例如可以包括葡萄糖、蔗糖和麦芽糖中的一种或多种的碳源；蛋白胨、酵母膏、玉米浆、硫酸铵、尿素和硝酸钾中的一种或多种的氮源；磷酸二氢钾、氯化钾、硫酸镁、氯化钙、氯化铁、硫酸铜中的一种或多种的无机盐；维生素B1、维生素B2，维生素C、生物素中的一种或多种的营养盐等。

由上述技术方案可知，本实用新型的长链二元酸生产过程中的灭菌装置的优点和积极效果在于：

清洗器通过管道连接于由换热器进料口、换热器、加热器、维持罐和换热器出料口构成的流体路径，在灭菌装置工作一段时间后，清洗器内的清洗液在泵的作用下，沿流体路径流动，对上述设备和管道进行清洗，去除设备和管道内的水垢，确保了灭菌装置的高温灭菌效果。

另外，本实用新型的灭菌装置采用全封闭式的设计，使得在灭菌过程中无需排气，既节约了灭菌成本，又保护了周围环境。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据本实用新型一示例性实施方式示出的长链二元酸生产过程中的灭菌装置的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、原料罐

2、泵

3、换热器

31、进料口

32、出料口

4、加热器

5、维持罐

6、清洗器

61、碱洗罐

611、第一自控阀

62、酸洗罐

621、第二自控阀

63、水罐

631、第三自控阀

7、蒸汽管线

71、第四自控阀

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

应当理解的是，本申请文件中所述的“连接于”可以是直接连接，也可以是间接连接，在间接连接方式中，例如可以是通过搅龙、管道或泵等形式实现连接，以便将需要输送的物料由前一装置输送至后一装置。

长链二元酸发酵生产工艺中，原材料需经过灭菌处理后，才能进入发酵罐进行发酵生产。相关技术中，经常采用蒸汽高温加热的方式进行原材料的灭菌处理，但由于水质影响，灭菌设备在长时间工作后，加热器等灭菌设备以及连接各个设备的管道会产生水垢，水垢附着于加热器内壁和/或管道内壁，结垢后的加热器的加热效率不高，导致需要加大蒸汽的加入量才能维持需要的加热温度，造成蒸汽消耗过大的问题。

基于此，本实用新型提出一种能够对灭菌装置进行清洗的长链二元酸生产过程中的灭菌装置，包括换热器、加热器、维持罐、清洗器和至少一个泵。换热器包括进料口和出料口；加热器通过管道连接于换热器；维持罐通过管道分别连接于加热器和换热器，进料口、换热器、加热器、维持罐和出料口形成一流体路径；清洗器包含清洗液，清洗器通过管道连接于流体路径；至少一个泵用于输送待灭菌的物料或清洗液沿流体路径流动。

清洗器通过管道连接于由换热器进料口、换热器、加热器、维持罐和换热器出料口构成的流体路径，在灭菌装置工作一段时间后，清洗器内的清洗液在泵的作用下，沿流体路径流动，对上述设备和管道进行清洗，去除设备和管道内的水垢，确保了灭菌装置的高温灭菌效果。

另外，本实用新型的灭菌装置采用全封闭式的设计，使得在灭菌过程中无需排气，既节约了灭菌成本，又保护了周围环境。

下面结合附图，对本实用新型提出的长链二元酸生产过程中的灭菌装置的各主要组成部分的结构、连接方式以及功能关系进行详细说明。

如图1所示，是根据本实用新型一示例性实施方式示出的长链二元酸生产过程中的灭菌装置的示意图。本实用新型的长链二元酸生产过程中的灭菌装置，包括原料罐1、泵2、换热器3、加热器4、维持罐5和清洗器6。

换热器3包括进料口31和出料口32，原料罐1通过管道连接于换热器3的进料口31，泵2设置在原料罐1和换热器3之间的管道上。

原料罐1内存储待灭菌的原材料，例如培养基和发酵底物，其中所述发酵底物包括石蜡油、烷烃、脂肪酸、脂肪酸酯或脂肪酸盐等原材料，这些原材料呈液态。所述培养基包括种子培养基或发酵培养基。所述培养基可以包括：碳源、氮源、无机盐和营养盐等。例如可以包括葡萄糖、蔗糖和麦芽糖中的一种或多种的碳源；蛋白胨、酵母膏、玉米浆、硫酸铵、尿素和硝酸钾中的一种或多种的氮源；磷酸二氢钾、氯化钾、硫酸镁、氯化钙、氯化铁、硫酸铜中的一种或多种的无机盐；维生素B1、维生素B2，维生素C、生物素中的一种或多种的营养盐等。

加热器4通过管道连接于换热器3，维持罐5通过管道连接于加热器4，同时，维持罐5通过管道还连接于换热器3。换热器3的进料口31、换热器3、加热器4、维持罐5和换热器3的出料口32按序形成一流体路径。

原料罐1内的原材料通过泵2的作用进入换热器3的进料口31，原材料的温度为25℃左右，经换热器3进行换热预热处理后，原材料的温度升至125℃左右，经换热器3预热后的原材料进入加热器4进行加热，温度约为145℃，高温的原材料再进入维持罐5维持约一分钟的时间，达到瞬间灭菌效果。

清洗器6包括酸洗罐62、碱洗罐61和水罐63，用于清洗灭菌装置中的换热器3、加热器4、维持罐5以及连接上述设备的管道。

酸洗罐62通过管道连接于流体路径，具体来说，酸洗罐62通过管道连接于原料罐1和泵2之间的管道。酸洗罐62内存储有酸洗液，酸洗液用于与灭菌设备的水垢反应。举例来说，酸洗液可以为氨基磺酸溶液，氨基磺酸溶液的浓度可以为5％～10％，氨基磺酸溶液的浸泡温度为50℃～60℃，浸泡时间不小于24小时。

碱洗罐61通过管道连接于流体路径，具体来说，碱洗罐61通过管道连接于原料罐1和泵2之间的管道。碱洗罐61内存储有碱洗液，一方面，能够与水垢发生反应，另一方面，还能够与酸洗液发生酸碱中和反应，以中和经过酸洗后的灭菌设备。

水罐63通过管道连接于流体路径，具体来说，水罐63通过管道连接于原料罐1和泵2之间的管道。水罐63内存储有热水，灭菌设备经过酸洗和碱洗后，再经过热水的清洗，热水能够将残留在灭菌设备内的酸液和碱液清除干净，避免残留的酸液和碱液影响后续的灭菌处理。

请继续参阅图1，在一示例实施方式中，碱洗罐61与流体路径之间的管道上设有第一自控阀611，酸洗罐62与流体路径之间的管道上设有第二自控阀621，水罐63与流体路径之间的管道上设有第三自控阀631，第一自控阀611、第二自控阀621和第三自控阀631均与控制器(图未示)连接，控制器通过三个自控阀分别控制碱洗罐61、酸洗罐62和水罐63的出液动作，避免三台罐相互串液，影响清洗效果。

在一示例实施方式中，加热器4为蒸汽加热器4，还包括蒸汽管线7，蒸汽管线7连接于蒸汽加热器4，蒸汽管线7上设有第四自控阀71，第四自控阀71连接于控制器，通过控制蒸汽用量和原材料的加入量达到对灭菌温度的精准控制。

在一示例实施方式中，还包括至少一发酵罐(图未示)，通过管道连接于换热器3的出料口32。经过蒸汽加热器4的高温原材料进入维持罐5维持约一分钟的时间，之后再进入换热器3进行换热降温，在换热器3内高温的原材料将自身的高温传递给新加入换热器3内的原材料，使得自身的温度降低至约50℃，最后降温后的原材料经换热器3的出料口32进入发酵罐。

值得一提的是，本实用新型所述灭菌装置中的换热器3、加热器4和维持罐5均为现有的，各个装置的内部结构或构造均为所述领域的技术人员公知的，故本申请不再详细说明。

综上所述，本实用新型的长链二元酸生产过程中的灭菌装置的优点和有益效果在于：

清洗器6通过管道连接于由换热器3进料口31、换热器3、加热器4、维持罐5和换热器3出料口32构成的流体路径，在灭菌装置工作一段时间后，清洗器6内的清洗液在泵2的作用下，沿流体路径流动，对上述设备和管道进行清洗，去除设备和管道内的水垢，确保了灭菌装置的高温灭菌效果。

另外，本实用新型的灭菌装置采用全封闭式的设计，使得在灭菌过程中无需排气，既节约了灭菌成本，又保护了周围环境。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的长链二元酸生产过程中的灭菌装置仅仅是采用本实用新型的原理的一个示例。本领域的普通技术人员应当清楚地理解，本实用新型的原理并非仅限于附图中示出或说明书中描述的装置的任何细节或任何部件。

应可理解的是，本实用新型不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本实用新型能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本实用新型的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本实用新型延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本实用新型的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本实用新型的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本实用新型。

Claims (10)

1.一种长链二元酸生产过程中的灭菌装置，其特征在于，所述灭菌装置包括：

换热器，包括进料口和出料口；

加热器，通过管道连接于所述换热器；

维持罐，通过管道分别连接于所述加热器和所述换热器，所述进料口、所述换热器、所述加热器、所述维持罐和所述出料口形成一流体路径；

清洗器，包含清洗液，所述清洗器通过管道连接于所述流体路径；以及

至少一个泵，用于输送待灭菌的物料或所述清洗液沿所述流体路径流动。

2.根据权利要求1所述的长链二元酸生产过程中的灭菌装置，其特征在于，所述清洗器包括酸洗罐，所述酸洗罐通过管道连接于所述流体路径。

3.根据权利要求2所述的长链二元酸生产过程中的灭菌装置，其特征在于，所述清洗器还包括碱洗罐，所述碱洗罐通过管道连接于所述流体路径。

4.根据权利要求3所述的长链二元酸生产过程中的灭菌装置，其特征在于，所述清洗器还包括水罐，所述水罐通过管道连接于所述流体路径。

5.根据权利要求4所述的长链二元酸生产过程中的灭菌装置，其特征在于，所述酸洗罐与所述流体路径之间的管道上设有第一自控阀，所述碱洗罐与所述流体路径之间的管道上设有第二自控阀，所述水罐与所述流体路径之间的管道上设有第三自控阀。

6.根据权利要求1所述的长链二元酸生产过程中的灭菌装置，其特征在于，所述加热器为蒸汽加热器。

7.根据权利要求6所述的长链二元酸生产过程中的灭菌装置，其特征在于，还包括蒸汽管线，连接于所述蒸汽加热器，所述蒸汽管线上设有第四自控阀。

8.根据权利要求1所述的长链二元酸生产过程中的灭菌装置，其特征在于，还包括至少一发酵罐，通过管道连接于所述换热器的所述出料口。

9.根据权利要求1所述的长链二元酸生产过程中的灭菌装置，其特征在于，还包括原料罐，通过管道连接于所述换热器的所述进料口，所述至少一个泵设置在所述原料罐和所述流体路径之间的管道上，所述清洗器连接于所述原料罐和所述至少一个泵之间的管道。

10.根据权利要求1所述的长链二元酸生产过程中的灭菌装置，其特征在于，所述待灭菌的物料包括培养基和发酵底物，其中所述发酵底物包括石蜡油、烷烃、脂肪酸、脂肪酸酯或脂肪酸盐。

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