CN220833709U - 一种使发酵菌渣资源化的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种使发酵菌渣资源化的装置，包括菌浆灭活罐、组合蒸发器、冷凝器、凝液收集管和中水输送泵，所述菌浆灭活罐通过菌浆输送泵连接组合蒸发器，组合蒸发器的上部通过冷凝器连接凝液收集管，凝液收集管的顶部还连接有真空泵，凝液收集管的底部连接中水输送泵。本实用新型处理后得到的干品菌渣残留抗生素完全灭活，可用作有机肥，实现资源化；安全可靠，经过高温灭活，在组合蒸发器内高温和真空作用下，微生物细胞膜发生破裂，组织内部水分易于去除，有效实现减量化；且组合蒸发器热传递效率高，物料停留时间短，可实现节能高效，装置紧凑，占地面积小，易于管理；并且本实用新型工艺过程简单，易于工程转化。

Description

一种使发酵菌渣资源化的装置

技术领域

本实用新型涉及抗生素发酵菌渣资源化利用技术领域，具体涉及一种使发酵菌渣资源化的装置。

背景技术

抗生素菌渣属于HW02中的271-002-02和276-002-02，为危险废物。微生物制药菌渣的高效处理不仅是国家生态环境保护的需要，也是制药行业自身可持续发展的迫切需求。

抗生素是由微生物(包括细菌、真菌和放线菌属)所产生的具有抑制其他种类微生物生长和生存的一类次级代谢产物，以及用化学方法合成或半合成的类似化合物。抗生素提取方式主要有发酵液提取及菌丝提取，这两种提取过程均会产生大量的抗生素菌渣。这两种工艺产生的抗生素菌渣物质组成相近，都包括微生物的菌丝体及其代谢中间产物、剩余培养基、有机溶剂和少量残留的抗生素。菌渣中残留的培养基、抗生素母体及其降解物对生态环境和人类健康存在着潜在的危害性，成为抗生素制药行业的环境管理的重点。

微生物制药菌渣是生产发酵后的残余固体废弃物，其含水率在80％左右，黏度高、易变质，而脱水后，其粗蛋白含量约占30％，粗脂肪含量为10％～20％，还含有Ca、P和S等微量元素。在抗生素生产过程中，需加入培养基、提取剂等，这些物质和抗生素会残留于菌渣中。

抗生素菌渣产量大，具有资源化利用价值，而实现资源化必须首先解决抗生素残留的问题。抗生素残留的消除即为抗生素分子裂解、失去本身特性或抑菌特性的过程。目前，焚烧、填埋法、堆肥化、厌氧消化、热解、水热、电离辐射等技术均可不同程度地消除抗生素菌渣中的残留抗生素，但由于技术手段、仪器设备、环境污染等多因素的限制，均存在着不同程度的不足之处。具体如下：

1、焚烧法是利用高温将菌渣氧化分解，转变为无害的小分子物质、二氧化碳、有机物和能被利用的能量，可在较短时间内大幅度减少菌渣量，并且可以完全消除菌渣中的有害物质，同时又可以回收利用产生的热量，有着高效、技术简便等优点。但由于微生物制药菌渣的含水率高、热值低，不能作为独立燃烧物，需要对样品脱水干化预处理并添加燃料，因此处理成本高昂。此外，菌渣在焚烧时会产生致癌物二噁英、氮氧化物等有害物质，若尾气处理不当，会造成二次污染，这又大大增加了处理成本。

2、填埋法处理菌渣，由于微生物制药菌渣是危险固废物，必须将其填埋于特殊的安全填埋场，但其中有些成分难以自然降解，如果泄漏可能会渗入地下，造成水资源污染。因菌渣年产量巨大，填埋场易达到饱和，寻找新的填埋场址需要从地形、水文等自然因素和城市规划等社会因素考虑。故填埋法处理成本高，占用空间大，污染风险大且资源回收率低，不适合菌渣产生量大的企业，应用不广泛。

3、堆肥法作为处理固体废弃物的一种有效手段，若未完全将抗生素降解，有机肥中仍会残留抗生素，施用后可能会在微生物及生物体内累积，导致抗药性增加，从而威胁生态平衡。

4、微生物制药菌渣经过厌氧消化后，几乎不会残留生物毒性，可作为有机肥使用，既减少环境污染，又获得了经济效益。但厌氧消化法产生的废水含有大量抗生素，对后续废水处理带来挑战，由于大部分微生物制药菌渣存在残留抗生素及有毒代谢产物等不利因素，使得该法局限于少数抗生素菌渣的处理，适用性较窄，且技术成本较高，处理时间长，不利于大规模利用。

5、热解技术的脱毒效果好，并能实现菌渣的多重资源化利用，但是抗生素菌渣的热解可以产生生物油，化学组成复杂，热值偏低(13-18MJ/kg)，不利于广泛应用。此外，抗生素菌渣在热解前必须进行干燥预处理，消耗更多能量的同时也增加了成本，再者热解的设备及运行成本较高，其应用受到较大限制。

6、水热法反应温度较低、条件较为温和，并且在处理含水率高、分散的有机废弃物时具有原料无需干燥、能耗低等优点，降低了能量消耗和运行成本，同时还能产生燃气、生物油和焦炭等附加产物，可以实现危险废物的资源化利用。但水热处理设备成本高，反应时间长，应用受到较大限制。

7、电子束辐照技术可在常温常压条件下进行，且在使用过程中较少使用化学试剂，不产生二次污染，具有高效、节能、安全的优点，但对其降解机理与产物毒性方面的研究并不全面，在微生物制药菌渣降解方面应用也较少，需要进一步研究和开发。

菌渣作为固体废弃物，对其减量化处置是其降低对环境影响的重要手段。目前对于菌渣的减量化处理是通过干燥装置实现的；但是现今的干燥装置对菌渣干燥处理效率低，耗费能源高，无法满足节能增效的需求。

现有的处理技术不能完全高效地处理所有微生物制药菌渣，随着社会的发展，人们对环境的要求也越来越高，所以在处理微生物制药菌渣的时候，要保证菌渣在直接接触动植物和人体方面的应用(如肥料、饲料)上无害，安全性需要严格达标。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种简单方便的使发酵菌渣资源化的装置的设备，并提供了设备的使用方法。

为实现上述目标，本实用新型采用如下方案：

一种使发酵菌渣资源化的装置，包括菌浆灭活罐、组合蒸发器、冷凝器、凝液收集管和中水输送泵，所述菌浆灭活罐通过菌浆输送泵连接组合蒸发器，组合蒸发器的上部通过冷凝器连接凝液收集管，凝液收集管的顶部还连接有真空泵，凝液收集管的底部连接中水输送泵。

进一步地，所述组合蒸发器包括立式蒸发器和卧式蒸发器，立式蒸发器位于卧式蒸发器的上方。

与现有技术比较，本实用新型有益效果在于：

本实用新型处理后得到的干品菌渣残留抗生素完全灭活，可用作有机肥，实现资源化；安全可靠，经过高温灭活，在组合蒸发器内高温和真空作用下，微生物细胞膜发生破裂，组织内部水分易于去除，有效实现减量化；且组合蒸发器热传递效率高，物料停留时间短，可实现节能高效，装置紧凑，占地面积小，易于管理；并且本实用新型工艺过程简单，易于工程转化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-菌浆灭活罐；2-菌浆输送泵；3-立式蒸发器；4-卧式蒸发器；5-冷凝器；6-凝液收集罐；7-中水输送泵；8-真空泵。

具体实施方式

以下结合具体实施方式以及附图对本实用新型的技术方案作更详细的说明。

实施例1

请参考图1，一种使发酵菌渣资源化的装置，包括菌浆灭活罐1、组合蒸发器、冷凝器5、凝液收集管6和中水输送泵7，所述菌浆灭活罐1通过菌浆输送泵2连接组合蒸发器，组合蒸发器的上部通过冷凝器5连接凝液收集管6，凝液收集管6的顶部还连接有真空泵8，凝液收集管6的底部连接中水输送泵7。所述组合蒸发器包括立式蒸发器3和卧式蒸发器4，立式蒸发器3位于卧式蒸发器4的上方。立式蒸发器3和卧式蒸发器4组合的方式，是菌浆物料在立式蒸发器3的器壁形成膜层，加大蒸发面积，增快蒸发速率，可实现含水溶性液体物料一步实现固液分离，液体冷凝收集，干品通过卧式蒸发器4和螺旋式输送带自动出料，具有高效率、低能耗、蒸发温度低的特点。

来自车间的菌浆进入菌浆灭活罐1，灭活罐1内通入0.6MPa的蒸汽，保持20分钟后通过菌浆经输送泵2进入组合蒸发器，真空泵8保持蒸发体系负压。菌浆在立式蒸发器3内中大部分水分蒸发，蒸发后再经冷凝器5冷凝后进入凝液收集罐6，再经中水输送泵7去后续工序进一步处理，失水后的菌浆落入立式蒸发器3底部，随即进入卧式蒸发器4，再通过螺旋式输送带向固体收集罐运动，同时通入蒸汽，进一步干燥，在螺旋输送带作用下，固体落入固体收集罐，实现固液的完全分离，得到干品菌渣，含水率低于1％，抗生素残留值为0μg/ml，可作为有机肥。

本实用新型利用蒸汽高温灭活去除抗生素残留，进入组合蒸发器进行真空蒸发干燥，确保抗生素残留值为0μg/ml，高效得到干燥菌渣，可作为有机肥料，为企业低成本及高效处理菌渣提供新的思路，推动我国微生物制药产业更好更快地发展。

Claims (2)

1.一种使发酵菌渣资源化的装置，其特征在于，包括菌浆灭活罐(1)、组合蒸发器、冷凝器(5)、凝液收集管(6)和中水输送泵(7)，所述菌浆灭活罐(1)通过菌浆输送泵(2)连接组合蒸发器，组合蒸发器的上部通过冷凝器(5)连接凝液收集管(6)，凝液收集管(6)的顶部还连接有真空泵(8)，凝液收集管(6)的底部连接中水输送泵(7)。

2.根据权利要求1所述的使发酵菌渣资源化的装置，其特征在于，所述组合蒸发器包括立式蒸发器(3)和卧式蒸发器(4)，立式蒸发器(3)位于卧式蒸发器(4)的上方。