CN213951217U - 一种星形孢菌素的菌渣无害处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种星形孢菌素的菌渣无害处理装置，包括预处理罐，预处理罐与二次处理罐连通，二次处理罐与碱解反应釜连通，碱解反应釜出料管与分离箱进料管连通，沉渣槽底部与厌氧发酵罐进料管连通，预处理罐内顶、底部设有紫外线灭活装置Ⅰ和γ射线灭活装置Ⅰ、内侧壁设有超声波换能器、内部设有第一搅拌组件Ⅰ，二次处理罐的内顶、底部设有微波灭活装置、紫外线灭活装置Ⅱ、X射线灭活装置和γ射线灭活装置Ⅱ，内侧壁设有红外线加热器、内部设有第一搅拌组件Ⅱ，碱解反应釜内设有第二搅拌组件。本实用新型可实现辐照灭活和超声破壁预处理、微波辐照二次灭活和调温处理、热碱解、固液分离以及厌氧发酵，保证无害处理的效率和质量。

Description

一种星形孢菌素的菌渣无害处理装置

技术领域

本实用新型属于孢菌素生产技术领域，具体涉及一种星形孢菌素的菌渣无害处理装置。

背景技术

星形孢菌素是一种广谱非特异性蛋白激酶C抑制剂，可强有力地抑制蛋白激酶C和其它大部分激酶。它通过阻断磷酸二酯键从DNA转移到活化的酪氨酸位点而直接抑制拓普异构酶Ⅱ的活性，可用于抵抗酵母和真菌引起的许多感染性疾病，抑制细胞增殖，诱导细胞程序性死亡，废除细胞周期检查点，抑制血管增生等，还具有极强的抗肿瘤活性。

星形孢菌素的生产制备多采用培养星形孢菌素产生菌的方法，即：先在适合星形孢菌素产生菌生长的条件下，在相应培养基中发酵培养星形孢菌素产生菌，获得培养物，然后，再从培养物中分离获得星形孢菌素。但在培养产生菌的过程中，往往会产生大量的孢菌素发酵菌渣，这些孢菌素发酵菌渣若不能得到及时有效的无害化处理，则会对周围环境及人体造成严重的污染及毒害，危害巨大。因此，现有星形孢菌素的生产制备过程中，常采用大量的混合搅拌设备、酸洗、碱洗等设备对孢菌素发酵菌渣进行无害化处理，但这些设备存在净化效率低、效果差等问题，处理前，菌渣仍有较大生物活性，细胞完整，既不利于后续的净化，也易在处理时对人体造成影响，致使处理工艺不够安全可靠。而在后续净化处理过程中，还需要使用大量的酸性、碱性等对环境污染性较大的物料，易产生二次污染，有待改进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种星形孢菌素的菌渣无害处理装置，可依次实现辐照灭活和超声破壁预处理、微波辐照二次灭活和调温处理、热碱解、固液分离以及厌氧发酵，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种星形孢菌素的菌渣无害处理装置，包括预处理罐、二次处理罐、碱解反应釜、分离箱、沉渣槽和厌氧发酵罐，预处理罐、二次处理罐、碱解反应釜、分离箱和厌氧发酵罐的顶部均设有进料管、底部均设有出料管，预处理罐的出料管通过料泵与二次处理罐的进料管连通，二次处理罐的出料管通过料泵与碱解反应釜的进料管连通，碱解反应釜的出料管通过料泵与分离箱的进料管连通，分离箱内呈上下分布有若干滤网，所述滤网均倾斜设置且其网孔孔径由上至下递减，所述滤网较低一端对应的分离箱侧壁均通过排料管与沉渣槽连通，沉渣槽底部通过料泵与厌氧发酵罐的进料管连通；所述预处理罐的内顶部和内底部上均设有紫外线灭活装置Ⅰ和γ射线灭活装置Ⅰ、内侧壁上呈圆周间隔均布有若干超声波换能器、内部设有第一搅拌组件Ⅰ，所述二次处理罐的内顶部和内底部上均设有微波灭活装置、紫外线灭活装置Ⅱ、X 射线灭活装置和γ射线灭活装置Ⅱ，且其内侧壁上呈圆周间隔均布有若干红外线加热器、内部设有第一搅拌组件Ⅱ，所述碱解反应釜外部设有夹套、内部设有第二搅拌组件和温度传感器，所述夹套外部设有控制器、内部设有加热电阻丝，所述温度传感器、加热电阻丝均与控制器电连接。

优选的，所述第一搅拌组件Ⅰ和第一搅拌组件Ⅱ均包括竖直且转动设置的第一搅拌轴，所述第一搅拌轴顶端伸出对应的预处理罐或二次处理罐并传动连接有第一电机，所述第一搅拌轴上呈上下间隔均布有若干组搅拌桨，每组搅拌桨均由若干第一搅拌杆组成，所述第一搅拌杆上沿其长度方向间隔分布有若干导流孔且其远离第一搅拌轴的一端均向上或向下倾斜设置，同一组的第一搅拌杆倾斜方向相同、上下相邻的第一搅拌杆倾斜方向相反。

优选的，所述第一搅拌轴底端上呈圆周间隔分布有若干横支杆，所述横支杆上沿其长度方向间隔分布有若干导流孔且其远离第一搅拌轴的一端的上、下侧均铰接设有旋转杆。

优选的，所述第二搅拌组件包括竖直且转动设置的第二搅拌轴，所述第二搅拌轴顶端伸出碱解反应釜并传动连接有第二电机，所述第二搅拌轴内呈上下间隔均布有若干空腔，所述空腔中均设有双轴电机，所述双轴电机的两输出轴均伸出第二搅拌轴并固定连接有第二搅拌杆，所述第二搅拌杆上沿其长度方向间隔分布有若干搅拌支杆。

优选的，所述滤网底部设有振动器。

优选的，所述进料管和出料管上均设有阀门。

优选的，所述夹套内壁上设有隔热保温层。

本实用新型的有益效果是：本实用新型设计合理，结构简单，先将因制备星形孢菌素而产生的菌渣送入预处理罐中，在第一搅拌组件Ⅰ、超声波换能器、紫外线灭活装置Ⅰ和γ射线灭活装置Ⅰ的设置配合下，可实现对菌渣的高效且高质量的搅拌超声破壁和初步的灭活处理，能够有效提升菌渣的可生化性，并为后续的处理做准备。接着，利用料泵将菌渣再次送入二次处理罐中，在第一搅拌组件Ⅱ、红外线加热器、微波灭活装置、紫外线灭活装置Ⅱ、X 射线灭活装置和γ射线灭活装置Ⅱ的设置配合下，可实现对菌渣的高效且高质量的搅拌调温和二次灭活处理，既能够有效使菌渣丧失活性，避免菌渣造成的污染和对人体的影响，提高处理工艺的可靠性和安全性，且更有利于后续的碱解和厌氧发酵处理，提高处理效率和质量，并有效降低后续的碱解和厌氧发酵处理作业中的物料消耗和能耗，节约成本。然后，利用料泵将菌渣继续送入碱解反应釜中，并根据实际情况向碱解反应釜中加入相适配量的水和氢氧化钠，在第二搅拌组件、温度传感器、控制器和夹套内的加热电阻丝的设置配合下，可实现对物料的高效且高质量的恒温搅拌混合，使之发生碱解反应。之后，利用料泵将碱解反应后的物料再送入分离箱中，在多层孔径递减的滤网的作用下，对物料进行多级固液过滤分离处理，分离出的液体通过分离箱的出料管排出，并将其引入现有常规的废水处理系统进行处理即可。各级滤网分离出的固态沉渣则通过相应排料管集中排放到沉渣槽中。最后，利用料泵将沉渣送入厌氧发酵罐进行恒温搅拌发酵即可，发酵产生沼气和沼渣，沼气可作为清洁生产燃料使用，沼渣则可作为制备有机肥的原料使用。综上所述，通过对菌渣依次进行辐照灭活和超声破壁预处理、微波辐照二次灭活和调温处理、热碱解、固液分离以及厌氧发酵，便可达到对菌渣高效和高质量无害处理的目的，处理更加完全彻底，且更加安全可靠，过程中只用到了氢氧化钠这一碱性物料，且在预处理和二次处理的作用下使其用量大大减少，从而可避免二次污染，真正实现对菌渣的无害处理。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标号：1为预处理罐，2为进料管，3为阀门，4为出料管，5为紫外线灭活装置Ⅰ，6为γ射线灭活装置Ⅰ，7为第一搅拌组件Ⅰ，8为第一电机，9为第一搅拌轴，10为第一搅拌杆，11为导流孔，12为超声波换能器，13为横支杆，14为旋转杆，15为料泵，16为二次处理罐，17为微波灭活装置，18为X 射线灭活装置，19为红外线加热器，20为碱解反应釜，21为第二搅拌组件，22为第二电机，23为第二搅拌轴，24为温度传感器，25为空腔，26为双轴电机，27为第二搅拌杆，28为搅拌支杆，29为夹套，30为隔热保温层，31为加热电阻丝，32为控制器，33为分离箱，34为滤网，35为振动器，36为排料管，37为沉渣槽，38为厌氧发酵罐，39为紫外线灭活装置Ⅱ，40为γ射线灭活装置Ⅱ，41为第一搅拌组件Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，一种星形孢菌素的菌渣无害处理装置，包括预处理罐1、二次处理罐16、碱解反应釜20、分离箱33、沉渣槽37和厌氧发酵罐38。预处理罐1、二次处理罐16、碱解反应釜20、分离箱33和厌氧发酵罐38的顶部均设有进料管2、底部均设有出料管4，分别用以进料和出料。预处理罐1的出料管4通过料泵15与二次处理罐16的进料管2连通，二次处理罐16的出料管4通过料泵15与碱解反应釜20的进料管2连通，碱解反应釜20的出料管4通过料泵15与分离箱33的进料管2连通。分离箱33内呈上下分布有若干滤网34，滤网34均倾斜设置且其网孔孔径由上至下递减，滤网34较低一端对应的分离箱33的侧壁均通过排料管36与沉渣槽37连通，沉渣槽37的底部通过料泵15与厌氧发酵罐38的进料管2连通。预处理罐1的内顶部和内底部上均设有紫外线灭活装置Ⅰ5和γ射线灭活装置Ⅰ6、内侧壁上呈圆周间隔均布有若干超声波换能器12、内部设有第一搅拌组件Ⅰ7。二次处理罐16的内顶部和内底部上均设有微波灭活装置17、紫外线灭活装置Ⅱ39、X 射线灭活装置18和γ射线灭活装置Ⅱ40，且其内侧壁上呈圆周间隔均布有若干红外线加热器19、内部设有第一搅拌组件Ⅱ41。碱解反应釜20的外部设有夹套29、内部设有第二搅拌组件21和温度传感器24，夹套29的外部设有控制器32、内部设有加热电阻丝31，温度传感器24、加热电阻丝31均与控制器32电连接；

对菌渣处理时，先将菌渣送入预处理罐1中，在第一搅拌组件Ⅰ7、超声波换能器12、紫外线灭活装置5Ⅰ和γ射线灭活装置6Ⅰ的设置配合下，可实现对菌渣的高效且高质量的搅拌超声破壁和初步的灭活处理，能够有效提升菌渣的可生化性，并为后续的处理做准备。接着，利用料泵15将菌渣再次送入二次处理罐16中，在第一搅拌组件Ⅱ41、红外线加热器19、微波灭活装置17、紫外线灭活装置Ⅱ39、X 射线灭活装置18和γ射线灭活装置Ⅱ40的设置配合下，可实现对菌渣的高效且高质量的搅拌调温和二次灭活处理，既能够有效使菌渣丧失活性，避免菌渣造成的污染和对人体的影响，提高处理工艺的可靠性和安全性，且更有利于后续的碱解和厌氧发酵处理，提高处理效率和质量，并有效降低后续的碱解和厌氧发酵处理作业中的物料消耗和能耗，节约成本。然后，利用料泵15将菌渣继续送入碱解反应釜20中，并根据实际情况向碱解反应釜20中加入相适配量的水和氢氧化钠，在第二搅拌组件21、温度传感器24、控制器32和夹套29内的加热电阻丝31的设置配合下，对物料进行高效且高质量的恒温搅拌混合，使之发生碱解反应。之后，利用料泵15将碱解反应后的物料再送入分离箱33中，在多层孔径递减的滤网34的作用下，对物料进行多级固液过滤分离处理，分离出的液体通过分离箱33的出料管4排出，并将其引入现有常规的废水处理系统进行处理即可。各级滤网34分离出的固态沉渣则通过相应排料管36集中排放到沉渣槽37中。最后，利用料泵15将沉渣送入厌氧发酵罐38进行恒温搅拌发酵即可，发酵产生沼气和沼渣，沼气可作为清洁生产燃料使用，沼渣则可作为制备有机肥的原料使用。综上所述，通过对菌渣依次进行辐照灭活和超声破壁预处理、微波辐照二次灭活和调温处理、热碱解、固液分离以及厌氧发酵，便可达到对菌渣高效和高质量无害处理的目的，处理更加完全彻底，且更加安全可靠，过程中只用到了氢氧化钠这一碱性物料，且在预处理和二次处理的作用下使其用量大大减少，从而可避免二次污染，真正实现对菌渣的无害处理。超声波换能器12、红外线加热器19、微波灭活装置17、紫外线灭活装置Ⅰ5、X 射线灭活装置18、γ射线灭活装置Ⅰ6和厌氧发酵罐38均为现有技术，在此不再详述。控制器32采用现有常规的PLC控制器即可。

在本实施例中，第一搅拌组件Ⅰ7和第一搅拌组件Ⅱ41均包括竖直且转动设置的第一搅拌轴9，第一搅拌轴9的顶端伸出对应的预处理罐1或二次处理罐16并传动连接有第一电机8。第一搅拌轴9上呈上下间隔均布有若干组搅拌桨，每组搅拌桨均由若干第一搅拌杆10组成，第一搅拌杆10上沿其长度方向间隔分布有若干导流孔11且其远离第一搅拌轴9的一端均向上或向下倾斜设置，同一组的第一搅拌杆10倾斜方向相同、上下相邻的第一搅拌杆10倾斜方向相反。第一搅拌轴9的底端上呈圆周间隔分布有若干横支杆13，横支杆13上沿其长度方向间隔分布有若干导流孔11且其远离第一搅拌轴9的一端的上、下侧均铰接设有旋转杆14。预处理和二次处理时，利用第一电机提供的动力，便可带动第一搅拌轴9转动，实现对菌渣的搅拌，配合完成对菌渣的预处理和二次处理。第一搅拌杆10和横支杆13上的导流孔11的设置可有效减小搅拌阻力，提高搅拌效率；第一搅拌杆10的倾斜设置可使不同高度的物料之间形成层间对流，能大大增强搅拌效果，进一步提高搅拌效率；横支杆13上铰接的旋转杆14在随横支杆13转动的同时能够做无序旋转运动，可产生较强的紊流，保证底层物料也能得到充分搅拌，从而使物料之间混合得更加均匀、完全，大大提高搅拌效率和质量，进而保证预处理和二次处理的效率和质量。

在本实施例中，第二搅拌组件21包括竖直且转动设置的第二搅拌轴23，第二搅拌轴23的顶端伸出碱解反应釜20并传动连接有第二电机22。第二搅拌轴23内呈上下间隔均布有若干空腔25，空腔25中均设有双轴电机26，双轴电机26的两输出轴均伸出第二搅拌轴23并固定连接有第二搅拌杆27，第二搅拌杆27上沿其长度方向间隔分布有若干搅拌支杆28。碱解反应时，利用第二电机提供的动力，便可带动第二搅拌轴23及其上的第二搅拌杆27在水平面上做周向公转运动，同时利用双轴电机26提供的动力，可实现第二搅拌杆27及其上的搅拌支杆28在各层竖直平面上做周向自转运动，可使上下层物料之间形成翻涌，从而可大大加强第二搅拌杆27对物料的搅拌混合作用，提高碱解反应的速率和质量。

在本实施例中，滤网34的底部设有振动器35，以形成振动滤网，有利于提高固液分离和沉渣排出的速率。进料管2和出料管4上均设有阀门3，便于控制进、出料。夹套29的内壁上设有隔热保温层30，采用现有常规的隔热保温棉即可，用以对碱解反应釜20进行隔热保温，减少热量散失，从而降低加热保温的能耗，有利于节约处理成本。

本实用新型的工作原理：本实用新型在使用时，先将因制备星形孢菌素而产生的菌渣送入预处理罐1中，在第一搅拌组件Ⅰ7、超声波换能器12、紫外线灭活装置Ⅰ5和γ射线灭活装置Ⅰ6的设置配合下，对菌渣进行高效且高质量的搅拌超声破壁和初步的灭活处理。接着，利用料泵15将菌渣再次送入二次处理罐16中，在第一搅拌组件Ⅱ41、红外线加热器19、微波灭活装置17、紫外线灭活装置Ⅱ39、X 射线灭活装置18和γ射线灭活装置Ⅱ40的设置配合下，对菌渣进行高效且高质量的搅拌调温和二次灭活处理。然后，利用料泵15将菌渣继续送入碱解反应釜20中，并根据实际情况向碱解反应釜20中加入相适配量的水和氢氧化钠，在第二搅拌组件21、温度传感器24、控制器32和夹套29内的加热电阻丝31的设置配合下，对物料进行高效且高质量的恒温搅拌混合，使之发生碱解反应。之后，利用料泵15将碱解反应后的物料再送入分离箱33中，在多层孔径递减的滤网34的作用下，对物料进行多级固液过滤分离处理，分离出的液体通过分离箱33的出料管4排出，并将其引入现有常规的废水处理系统进行处理即可。各级滤网34分离出的固态沉渣则通过相应排料管36集中排放到沉渣槽37中。最后，利用料泵15将沉渣送入厌氧发酵罐38进行恒温搅拌发酵即可，发酵产生沼气和沼渣，沼气可作为清洁生产燃料使用，沼渣则可作为制备有机肥的原料使用，达到菌渣高效和高质量无害处理的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种星形孢菌素的菌渣无害处理装置，其特征在于，包括预处理罐、二次处理罐、碱解反应釜、分离箱、沉渣槽和厌氧发酵罐，预处理罐、二次处理罐、碱解反应釜、分离箱和厌氧发酵罐的顶部均设有进料管、底部均设有出料管，预处理罐的出料管通过料泵与二次处理罐的进料管连通，二次处理罐的出料管通过料泵与碱解反应釜的进料管连通，碱解反应釜的出料管通过料泵与分离箱的进料管连通，分离箱内呈上下分布有若干滤网，所述滤网均倾斜设置且其网孔孔径由上至下递减，所述滤网较低一端对应的分离箱侧壁均通过排料管与沉渣槽连通，沉渣槽底部通过料泵与厌氧发酵罐的进料管连通；所述预处理罐的内顶部和内底部上均设有紫外线灭活装置Ⅰ和γ射线灭活装置Ⅰ、内侧壁上呈圆周间隔均布有若干超声波换能器、内部设有第一搅拌组件Ⅰ，所述二次处理罐的内顶部和内底部上均设有微波灭活装置、紫外线灭活装置Ⅱ、X 射线灭活装置和γ射线灭活装置Ⅱ，且其内侧壁上呈圆周间隔均布有若干红外线加热器、内部设有第一搅拌组件Ⅱ，所述碱解反应釜外部设有夹套、内部设有第二搅拌组件和温度传感器，所述夹套外部设有控制器、内部设有加热电阻丝，所述温度传感器、加热电阻丝均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的星形孢菌素的菌渣无害处理装置，其特征在于，所述第一搅拌组件Ⅰ和第一搅拌组件Ⅱ均包括竖直且转动设置的第一搅拌轴，所述第一搅拌轴顶端伸出对应的预处理罐或二次处理罐并传动连接有第一电机，所述第一搅拌轴上呈上下间隔均布有若干组搅拌桨，每组搅拌桨均由若干第一搅拌杆组成，所述第一搅拌杆上沿其长度方向间隔分布有若干导流孔且其远离第一搅拌轴的一端均向上或向下倾斜设置，同一组的第一搅拌杆倾斜方向相同、上下相邻的第一搅拌杆倾斜方向相反。

3.根据权利要求2所述的星形孢菌素的菌渣无害处理装置，其特征在于，所述第一搅拌轴底端上呈圆周间隔分布有若干横支杆，所述横支杆上沿其长度方向间隔分布有若干导流孔且其远离第一搅拌轴的一端的上、下侧均铰接设有旋转杆。

4.根据权利要求1所述的星形孢菌素的菌渣无害处理装置，其特征在于，所述第二搅拌组件包括竖直且转动设置的第二搅拌轴，所述第二搅拌轴顶端伸出碱解反应釜并传动连接有第二电机，所述第二搅拌轴内呈上下间隔均布有若干空腔，所述空腔中均设有双轴电机，所述双轴电机的两输出轴均伸出第二搅拌轴并固定连接有第二搅拌杆，所述第二搅拌杆上沿其长度方向间隔分布有若干搅拌支杆。

5.根据权利要求1所述的星形孢菌素的菌渣无害处理装置，其特征在于，所述滤网底部设有振动器。

6.根据权利要求1所述的星形孢菌素的菌渣无害处理装置，其特征在于，所述进料管和出料管上均设有阀门。

7.根据权利要求1所述的星形孢菌素的菌渣无害处理装置，其特征在于，所述夹套内壁上设有隔热保温层。

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