CN220745888U - 一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备，具体包括连续式管式发酵罐体、微孔曝气头、消泡器、排风口、三通阀，罐体拐弯处为几字形弯头，下部设微孔曝气头为发酵液供氧，上部设消泡器及排风口起到消泡排气作用。设备运行时，谷氨酸废液与出料口的降糖液（内含尼泊尔葡萄球菌）结合，实现菌种接种，由入口进入发酵罐，出口处设三通阀，发酵完成的料液由下部出口流出，一部分料液回流至入口。本实用新型为谷氨酸废液的生物降糖提供一种新型发酵设备，具有安全节能、便捷高效、连续稳定的显著优势，经该设备处理后，可获得副产物菌体蛋白和硫酸铵，实现谷氨酸废液绿色高效综合利用。

Description

一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备

技术领域

本实用新型涉及生物发酵技术领域，具体属于一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备。

背景技术

氨基酸产业是我国最具代表性的发酵产业，无论从产值还是产量方面，均居世界首位。相关产品已在农业、食品、日化等各个领域广泛应用。目前相关谷氨酸生产企业大多仍采用“高温造粒制备有机肥”工艺处理该废液，污染重、能耗高、效益差等问题突出，亟待开发绿色、高值、低耗能的新型处理技术，推动我国谷氨酸产业全链绿色化高质量发展。

专利CN202011415559.2披露了一种尼泊尔葡萄球菌在谷氨酸高浓废液处理中的应用，该专利基于耐高渗菌株降解谷氨酸高浓废液中的残糖，并借助菌株高鲁棒特性和废液中高盐环境，可在生物降糖过程中实现无需灭菌、无需补加种子液的连续式发酵过程，显著减少了废液粘度，提高了废液浓缩倍数，从而增加浓缩结晶过程中的硫酸铵产量，同时也可获得1%-2%得到菌体蛋白，进而实现了谷氨酸废液的绿色高效综合利用。

但该专利涉及工艺采用传统的搅拌式生物发酵罐，该类型发酵罐设备投入大、运行能耗高，同时鉴于谷氨酸废液体量较大，全部采用该类型发酵罐进行生产，生产成本较高。因此，开发构造简单，操作简便省力、处理效率高的适用于谷氨酸废液生物降糖的相关设备，将有助于实现谷氨酸废液的高效综合利用，促进我国氨基酸生物发酵产业的绿色健康发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备，利用尼泊尔葡萄球菌可实现谷氨酸废液生物降糖过程中无需灭菌、无需补加种子液的连续式发酵特性，开发新型发酵设备，有效降低发酵处理设备及运行成本，实现谷氨酸废液的绿色高效综合利用，促进氨基酸产业的绿色升级。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

提供一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备，包括连续式管式发酵罐体、微孔曝气头、消泡器、排风口、三通阀，拐弯处为“几字形弯头”，发酵罐体为管式结构，由多个管式罐体并列，罐体上下经几字形弯头串联，管式发酵罐数量为8-16个，高度15-25m，直径约为1-2m，几字形弯头长度3-6m，宽度与管式发酵罐罐体一致。

发酵罐下部拐弯处设圆形微孔曝气头，所有曝气头均处于同一水平平面上，经通风管道串联，由空压机提供高压空气，空气压力大于液位压力。

作为优选，微孔曝气头直径200-300mm，孔径为80um-100um，通风量约为1.5-3m³/h，发酵设备中单个列管下部内置6-10个。

发酵装置上部几字形弯头处设全自动碟片式机械消泡器，消泡器位于每个管式结构顶端。

发酵装置上部几字形弯头中间设置排风口，排风口设阀门，调节尾气出气量，排除尾气接入尾气处理设备。

发酵装置出料口设三通阀，可调节部分料液通过管道回流至进料口，作为种子液进行谷氨酸废液的连续式生物降糖，大部分处理液经出口流出，用于蛋白提取及硫酸铵浓缩结晶工序。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备，可有效降低发酵处理设备及运行成本，实现谷氨酸废液的绿色高效综合利用，促进氨基酸产业的绿色升级。

本实用新型具体包括连续式管式发酵罐体、微孔曝气头、消泡器、排风口、三通阀，拐弯处为几字形弯头。管式发酵罐体为瘦高型结构，液位较高，管径较窄，下部安装微孔曝气头，从而有效提高了空气利用效率，并通过气体带动物料混匀，从而降低了通风和搅拌能耗。单个管式发酵罐体通过几字形弯头连接，将其串联成一个整体生物降糖系统，从而形成连续式生物降糖工艺，极大提高了设备利用率。且单个管式发酵罐体之间留有一定间隙，方便通风降温。单个管式发酵罐罐体上部均安装全自动碟片式机械消泡器，消除因微孔曝气产生的泡沫，且由于罐体直径较小，有利于泡沫聚集，从而提高了机械消泡器效率。排气孔接入尾气处理装置，防止大气污染。三通阀将降糖后物料一部分与上游物料混匀，从而将生物降糖过程中生物量显著增加的尼泊尔葡萄球菌接入谷氨酸废液中，实现种子液接种，从而形成无需灭菌、无需接种的连续式谷氨酸废液生物降糖工艺。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中所示：

1-进料口；2-单个管式发酵罐体；3-几字形弯头；4-微孔曝气头；5-消泡器；6-排气口；7-三通阀；8-出料口。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备，包括连续式管式发酵罐体、微孔曝气头、消泡器、排风口、三通阀，拐弯处为“几字形弯头”。

发酵罐体为管式结构，由多个管式罐体并列，罐体上下经几字形弯头串联，管式发酵罐数量为12个，高度20m，直径为1.5m，几字形弯头长度6m，宽度与管式发酵罐罐体宽度一致。进料口设置于第一个罐体上部，与原料液管道和回流液管道相连，原料液管道可连接不锈钢泵等设备。

发酵罐下部拐弯处设8个圆形微孔曝气头，所有曝气头均处于同一水平平面上，经通风管道串联，由空压机提供高压空气，空气压力大于液位压力。微孔曝气头直径300mm，孔径为80um，通风量设置为2m³/h。

发酵装置上部几字形弯头处设全自动碟片式机械消泡器，消泡器位于每个管式结构顶端。

发酵装置上部几字形弯头中间设置排风口，排风口设阀门，调节尾气出气量，排出尾气接入尾气处理设备。

发酵装置出料口设三通阀，可调节部分料液通过管道回流至进料口，作为种子液进行谷氨酸废液的连续式生物降糖，大部分处理液经出口流出，用于蛋白提取及硫酸铵浓缩结晶工序。

采用该装置可适用于谷氨酸废液生物降糖的连续式管式发酵，其主要生产过程：

①谷氨酸废液经入口进入发酵设备，进料流速为18m³/h，并按照19:1的比例加入种子液，种子液为出料口回流的生物降糖液。

②接种后的物料进一步进入串联的管式发酵罐装置，该装置内通过微孔曝气头增加溶氧，并具有一定的搅拌功能。

③发酵装置上部安装有碟片式机械消泡装置，可有效去除谷氨酸废液经曝气后产生的气泡。

④发酵装置上部安装有排气孔，并接入尾气处理装置。

⑤谷氨酸废液经生物降糖处理后，进入三通装置，有1/20的物料打到进料口作为种子液，剩余物料经出口流出，用于蛋白提取及硫酸铵浓缩结晶工序。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (5)

1.一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备，其特征在于：包括连续式管式发酵罐体、微孔曝气头、消泡器、排风口、三通阀，拐弯处为“几字形弯头”，发酵罐体为管式结构，由多个管式罐体并列，罐体上下经几字形弯头串联，管式发酵罐数量为8-16个，高度15-25m，直径约为1-2m，几字形弯头长度3-6m，宽度与管式发酵罐罐体一致。

2.如权利要求1所述的一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备，其特征在于：发酵罐下部拐弯处设圆形微孔曝气头，所有曝气头均处于同一水平平面上，经通风管道串联，由空压机提供高压空气，空气压力大于液位压力，微孔曝气头直径200-300mm，孔径为80-100um，通风量约为1.5-3m³/h，发酵设备中单个列管下部内置6-10个。

3.如权利要求1所述的一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备，其特征在于：发酵装置上部几字形弯头处设全自动碟片式机械消泡器，消泡器位于每个管式结构顶端。

4.如权利要求1所述的一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备，其特征在于：发酵装置上部几字形弯头中间设置排风口，排风口设阀门，调节尾气出气量，排出尾气接入尾气处理设备。

5.如权利要求1所述的一种适用于谷氨酸废液降糖的连续式管式发酵设备，其特征在于：发酵装置出料口设三通阀，可调节部分料液通过管道回流至进料口，该料液作为种子液进行谷氨酸废液的连续式生物降糖发酵，大部分料液经出口流出，用于蛋白提取及硫酸铵浓缩结晶工序。