CN220284073U - 一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置，包括：用于物料混合的混配罐，所述混配罐通过管道连接高压均质设备、碱定量添加设备和复合酶定量添加设备；用于通过间接热交换的换热器，所述换热器进料口通过管道连接混配罐的出料口，且换热器的出料口通过管道连接酶解罐；用于提取酶解液中乙醇的蒸馏系统，所述蒸馏系统进料口通过管道连接酶解罐出料口，且蒸馏系统出料口通过第一连接管道连接高效蒸发浓缩系统；用于干燥高效蒸发浓缩系统中物料的干燥系统。本申请实施例提供的该结构，将工业尾气醪液处理、酶解、小肽制备等有机的结合在了一起，工艺流程简单，能够最大程度的保留发酵醪液中的营养液成至产品中，提高了产品产量。
Description
技术领域
本申请涉及生物化工领域，尤其涉及一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置。
背景技术
工业尾气发酵制乙醇是以工业尾气中一氧化碳为碳源经细菌连续发酵生产乙醇的新技术，发酵产生的含乙醇醪液需要送往精馏脱水系统进行分离纯化。为了保证发酵连续稳定的运行，保证菌体较高的代谢活性，尽可能多的产生目标代谢产物乙醇，发酵罐内需维持稳定的营养物质浓度，需持续通入工业尾气和营养液，同时持续外排成熟醪液。连续发酵过程中，随着发酵时间的延长，不可避免的产生菌体自溶裂解，产生较多的可溶性氨基酸、小肽及蛋白等；传统的离心分离、过滤等浓缩技术，无法截留可溶性营养液成分，造成可溶性营养液成分的流失。发酵醪液粘度大，如果直接采用蒸发类浓缩技术，极易粘壁及堵塞管道。
当成熟发酵醪液输送至后续工段的缓冲罐时，由于还残留较多的营养物质，工业尾气停止通入，菌体暂时保持较高的代谢活性，将产生一些副产物，如乙酸、乳酸等酸性物质；这类酸性物质，在精馏过程中，极易进入成品乙醇中，影响产品质量。另外，完整的菌体及大分子的菌体蛋白进入蒸馏系统后，经高温变性，容易堵塞蒸馏塔塔板，影响蒸馏效率及工艺稳定，因此我们提出了一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置。
实用新型内容
本申请提供了一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置，以解决上述提出的问题。
本申请提供了一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置，包括：
用于物料混合的混配罐，所述混配罐通过管道连接高压均质设备、碱定量添加设备和复合酶定量添加设备；
用于通过间接热交换的换热器，所述换热器进料口通过管道连接混配罐的出料口，且换热器的出料口通过管道连接酶解罐；
用于提取酶解液中乙醇的蒸馏系统，所述蒸馏系统进料口通过管道连接酶解罐出料口，且蒸馏系统出料口通过第一连接管道连接高效蒸发浓缩系统；
用于干燥高效蒸发浓缩系统中物料的干燥系统。
优选地，所述高压均质设备设有添加工业尾气发酵醪液的进料管。
优选地，所述混配罐内部设有搅拌设施。
优选地，所述蒸馏系统的上端设有乙醇提取的第一出料管。
优选地，所述高效蒸发浓缩系统的上端设有排出蒸汽冷凝水的第二出料管。
优选地，所述高效蒸发浓缩系统通过第二连接管道连接干燥系统，所述干燥系统的右侧下部设有第三出料管。
优选地，所述酶解罐底部为锥形底。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的该结构，工业尾气发酵醪液首先经高压均质设备处理后，使菌体细胞破碎，提高蛋白溶解度，防止物料分层；同时可有效防止物料在缓冲过程中醪液后发酵造成乙醇产量降低及影响乙醇产品质量的问题。混合液在酶解罐内得到充分酶解，菌体细胞裂解，大分子蛋白降解成目标小肽；同时还可有效降低物料粘度，防止后续蒸馏、浓缩过程中粘壁、堵塞管道等问题，实现连续稳定生产。蒸馏及蒸发浓缩过程，采用低压、低温技术，可有效保留小肽活性。采用蒸发浓缩技术，不仅可将物料中绝大部分的可溶性氨基酸、小肽、蛋白等营养成分留着浓缩液中，避免了随离心或过滤浓缩方式损失，提高了产品产量；同时，蒸发产生的冷凝水，可用于发酵回用，显著节约了生产用水。最终的小肽产品，可被完整地吸收进入动物循环系统，直接被组织代谢利用，提高了产品的经济效益。
本工艺将工业尾气醪液处理、酶解、小肽制备等有机的结合在了一起，工艺流程简单，够最大程度的保留发酵醪液中的营养液成至产品中，提高了产品产量；另外，该工艺能够解决醪液后发酵产酸造成的乙醇浓度降低及影响乙醇产品质量的问题；经过酶解，菌体蛋白大部分变成可溶解的小肽，避免了糊壁、蒸馏堵塔，同时可得到应用效果更好、经济效益更高的乙醇梭菌菌体小肽产品。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的整体结构图。
图中：1、进料管；2、高压均质设备；3、碱定量添加设备；4、复合酶定量添加设备；5、混配罐；6、换热器；7、酶解罐；8、蒸馏系统；9、第一出料管；10、第一连接管道；11、高效蒸发浓缩系统；12、第二出料管；13、第二连接管道；14、干燥系统；15、第三出料管。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在，应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本申请中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有设备制备得到。
在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本申请中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项个或复数项个的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项个”，或，“a,b,和c中的至少一项个”，均可以表示：a,b,c,a-b即a和b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
如图1所示，本申请实施例提供一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置，包括：
用于物料混合的混配罐5，所述混配罐5通过管道连接高压均质设备2、碱定量添加设备3和复合酶定量添加设备4；
用于通过间接热交换的换热器6，所述换热器6进料口通过管道连接混配罐5的出料口，且换热器6的出料口通过管道连接酶解罐7，所述酶解罐7底部为锥形底；
用于提取酶解液中乙醇的蒸馏系统8，所述蒸馏系统8进料口通过管道连接酶解罐7出料口，且蒸馏系统8出料口通过第一连接管道10连接高效蒸发浓缩系统11；
用于干燥高效蒸发浓缩系统11中物料的干燥系统14。
具体而言：所述高压均质设备2用于将工业尾气发酵醪液中菌体细胞破碎、均质，提高蛋白溶解度，防止物料分层，同时可显著降低醪液后发酵，造成的产酸、乙醇降低等问题；
所述碱定量添加设备3用于将碱定量添加至工业尾气发酵醪液中，碱用于调控pH，控制酶解pH在4.5-5.5；
所述复合酶定量添加设备4用于将复合酶定量添加至混配罐5中，复合酶用于将菌体蛋白酶解为小分子小肽，复合酶主要含有：胃蛋白酶、胰蛋白酶、溶菌酶、氨肽酶等，比例为1:1:1:1；
所述混配罐5用于将工业尾气发酵醪液、复合酶、碱混配均匀；
所述换热器6用于通过间接热交换，将混合液加热至适合的酶解温度，以便充分发挥复合酶的酶解作用，酶解温度在45-55℃之间；
所述酶解罐7用于混合液在酶解罐7内充分酶解，酶解罐7顶部进料，底部出料，混合液可在酶解罐7中缓冲5-6h，产生富含小肽的酶解液，小肽含量≥70％；
所述蒸馏系统8为了提取酶解液中的乙醇，同时产出富含小肽的余馏水，另外起到复合酶灭活的作用，蒸馏系统8采用低温负压蒸馏，控制塔底温度75-85℃，塔顶压力控制在-50至-30KPa；即可提出酶解液中乙醇的目，又可达到灭活酶和尽可能的保持小肽活性的目的；
所述高效蒸发浓缩系统11将含有小肽的余馏水进行蒸发浓缩，尽可能的将小肽、氨基酸等营养液成分留着浓缩液中，产生小肽浓缩液；另外，蒸发浓缩过程产生的蒸汽冷凝水，则返回发酵系统，进行水回用，起到节约用水的目的。
根据图1所示：所述高压均质设备2设有添加工业尾气发酵醪液的进料管1。
具体而言：工业尾气发酵醪液为利用炼钢尾气、铁合金尾气、石油炼化尾气、垃圾焚烧尾气、合成气等含CO、CO2工业尾气为原料，经发酵生产出的成熟的含菌及乙醇的醪液。
根据图1所示：所述混配罐5内部设有搅拌设施。
具体而言：搅拌设施通过电机驱动，用于搅拌混合混配罐5内部的物料。
根据图1所示：所述蒸馏系统8的上端设有乙醇提取的第一出料管9。
根据图1所示：所述高效蒸发浓缩系统11的上端设有排出蒸汽冷凝水的第二出料管12。
具体而言：高效蒸发浓缩系统11采用多效真空浓缩的设备，控制温度65-75℃，将酶解液浓缩至干物质20-30％。
根据图1所示：所述高效蒸发浓缩系统11通过第二连接管道13连接干燥系统14，所述干燥系统14的右侧下部设有第三出料管15。
设备在使用时，工业尾气发酵醪液首先经高压均质设备2处理后，使菌体细胞破碎，提高蛋白溶解度，防止物料分层；碱定量添加设备2与工业尾气发酵醪液管线相连，用于定量添加碱调节pH，随后同复合酶照一定比例，同时加入混配罐5内；复合酶定量添加设备4用于将复合酶定量添加至混配罐5内；在混配罐5内醪液、复合酶、碱，经过搅拌，充分混合均匀；随后混合液经换热器6加热后进入酶解罐7中充分酶解，在酶解罐7内缓冲5-6h得到酶解液。酶解液则进入蒸馏系统8，经蒸馏进行乙醇提取；富含小肽的余馏水则进入蒸发浓缩系统11进行浓缩，产生小肽浓缩液，产生的蒸发冷凝水则发酵回用，达到节约用水的目的；浓缩后的小肽浓缩液则进入干燥系统14，经干燥后制备得到小肽产品。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本申请中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本申请所示的这些实施例，而是要符合与本申请所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置，其特征在于，包括：
用于物料混合的混配罐(5)，所述混配罐(5)通过管道连接高压均质设备(2)、碱定量添加设备(3)和复合酶定量添加设备(4)；
用于通过间接热交换的换热器(6)，所述换热器(6)进料口通过管道连接混配罐(5)的出料口，且换热器(6)的出料口通过管道连接酶解罐(7)；
用于提取酶解液中乙醇的蒸馏系统(8)，所述蒸馏系统(8)进料口通过管道连接酶解罐(7)出料口，且蒸馏系统(8)出料口通过第一连接管道(10)连接高效蒸发浓缩系统(11)；
用于干燥高效蒸发浓缩系统(11)中物料的干燥系统(14)。
2.根据权利要求1所述的一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置，其特征在于：所述高压均质设备(2)设有添加工业尾气发酵醪液的进料管(1)。
3.根据权利要求1所述的一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置，其特征在于：所述混配罐(5)内部设有搅拌设施。
4.根据权利要求1所述的一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置，其特征在于：所述蒸馏系统(8)的上端设有乙醇提取的第一出料管(9)。
5.根据权利要求1所述的一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置，其特征在于：所述高效蒸发浓缩系统(11)的上端设有排出蒸汽冷凝水的第二出料管(12)。
6.根据权利要求1所述的一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置，其特征在于：所述高效蒸发浓缩系统(11)通过第二连接管道(13)连接干燥系统(14)，所述干燥系统(14)的右侧下部设有第三出料管(15)。
7.根据权利要求1所述的一种工业尾气发酵醪液小肽制备装置，其特征在于：所述酶解罐(7)底部为锥形底。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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