本實(shí)用新型涉及一種生物發(fā)酵裝置，具體涉及一種生物催化劑的生產(chǎn)裝置，屬于生物催化產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

生物催化劑包括分離純化后的酶或者具備生物催化性能的微生物全細(xì)胞，在生物轉(zhuǎn)化工業(yè)及生物催化領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。例如利用粘質(zhì)沙雷氏菌菌株AB90027產(chǎn)生的離體酶可以催化異丁香酚進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化為香蘭素(參考異丁香酚的生物轉(zhuǎn)化及香蘭素的合成，《生物加工過(guò)程》2006年第2期)。再如解脂耶氏酵母全細(xì)胞可以作為生物催化劑催化苯乙酮轉(zhuǎn)化合成(R)-苯乙醇。(參考解脂耶氏酵母不對(duì)稱還原苯乙酮合成(R)-苯乙醇，《化工進(jìn)展》2016年第2期)。與常規(guī)化學(xué)催化劑相比，生物催化劑的特點(diǎn)是對(duì)酸、堿、溫度均非常的敏感、易失活、不宜保存、可存放時(shí)間較短。在發(fā)酵生產(chǎn)生物催化劑時(shí)，通常在發(fā)酵生產(chǎn)結(jié)束時(shí)會(huì)對(duì)發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵液整體進(jìn)行降溫，之后對(duì)生產(chǎn)的生物催化劑進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)冷藏保存，以保證生物催化劑的活性，避免室溫下存放時(shí)間過(guò)久導(dǎo)致熱失活但現(xiàn)有的工業(yè)發(fā)酵罐通常采用的夾套或者蛇管方式控溫，對(duì)于體積巨大的工業(yè)生物發(fā)酵罐來(lái)說(shuō)，由于罐內(nèi)發(fā)酵液體積巨大，而罐體的夾套或者蛇管相對(duì)接觸面積有限，其對(duì)發(fā)酵液整體的傳熱降溫效率較低，因此整體罐的降溫速率較低，發(fā)酵結(jié)束后全罐降溫所需要的時(shí)間較長(zhǎng)、導(dǎo)致耗能巨大及在發(fā)酵罐降溫程序過(guò)程中已經(jīng)有部分生物催化劑發(fā)生了熱失活的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服的現(xiàn)有的工業(yè)發(fā)酵罐通常采用的夾套或者蛇管方式控溫，對(duì)于體積巨大的工業(yè)生物發(fā)酵罐來(lái)說(shuō)，由于罐內(nèi)發(fā)酵液體積巨大，而罐體的夾套或者蛇管相對(duì)接觸面積有限，其對(duì)發(fā)酵液整體的傳熱降溫效率較低，因此整體罐的降溫速率較低，發(fā)酵結(jié)束后全罐降溫所需要的時(shí)間較長(zhǎng)、導(dǎo)致耗能巨大及在發(fā)酵罐降溫程序過(guò)程中已經(jīng)有部分生物催化劑發(fā)生了熱失活的問(wèn)題，提供一種生物催化劑的生產(chǎn)裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供了一種生物催化劑的生產(chǎn)裝置，包括發(fā)酵罐，所述發(fā)酵罐的發(fā)酵液出料口出口管路與列管式冷卻器連接，所述列管式冷卻器的發(fā)酵液出口管路與制冷保溫儲(chǔ)罐連接，所述制冷保溫儲(chǔ)罐的一側(cè)連接有催化反應(yīng)罐，所述列管式冷卻器的冷卻液管路的出入口分別與制冷液的制冷器和制冷液儲(chǔ)罐的出口連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述列管式冷卻器內(nèi)部的傳熱管為直管型傳熱管。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述發(fā)酵罐生產(chǎn)的發(fā)酵液的管路通過(guò)第一接管入口進(jìn)入管箱，從管內(nèi)穿過(guò)所述傳熱管至另一端所述管箱上的第一接管出口流出所述列管式冷卻器，冷卻液由第二入口通過(guò)所述傳熱管和管外折流板形成回廊通道，通過(guò)第二接管出口流出，冷卻液管路流經(jīng)方向與發(fā)酵液管路流經(jīng)方向相逆。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述列管式冷卻器的管箱上還設(shè)置有沖洗液入口，第一接管出口的發(fā)酵液排出管路上設(shè)置有排污支路。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述列管式冷卻器冷卻液管路的出口與蛇管冷卻器的冷卻液入口串聯(lián)。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述列管式冷卻器的所述第一接管出口、所述第一接管入口、所述第二接管入口和所述第二接管出口均設(shè)置有溫度監(jiān)控傳感器。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述列管式冷卻器的底部設(shè)置有支座，所述列管式冷卻器的外部設(shè)置有絕緣殼體。

本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果是：該裝置是一種生物催化劑的生產(chǎn)裝置，發(fā)酵罐、列管式冷卻器，制冷液儲(chǔ)罐、制冷液制冷器及其至間相互連通的管路所組成，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵液及其生物催化劑的短時(shí)間迅速降溫。另外由于采用了液體輸送過(guò)程中的連續(xù)降溫，省略了原本所需要的降溫時(shí)間；發(fā)酵液的流經(jīng)管路為通過(guò)接管入口進(jìn)入管箱從管內(nèi)穿過(guò)傳熱管至另一端管箱上的接管出口流出的路線，其具有較少曲折的流經(jīng)路線的，防止發(fā)酵液體內(nèi)含物堵塞、粘滯于管路中。而冷卻液則經(jīng)由接管入口流經(jīng)由傳熱管管外折流板所形成的曲折回廊通道，通過(guò)另一側(cè)的冷卻液接管出口流出。另外冷卻液管路流經(jīng)方向與發(fā)酵液管路流經(jīng)方向相逆，使其采用逆流降溫模式，具備較高的降溫冷卻效率。列管式冷卻器冷卻液管路的出口與用于生物催化劑生產(chǎn)的發(fā)酵罐蛇管冷卻器的冷卻液入口相串聯(lián)。列管式冷卻器排出的冷卻液被用于對(duì)生物發(fā)酵罐罐內(nèi)發(fā)酵液的預(yù)冷卻，從而提高冷卻效率，提供了一種生物催化劑的生產(chǎn)裝置。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、使用方便、易于維護(hù)，具有很好的推廣使用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型的生物催化劑的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型生物催化劑的生產(chǎn)裝置中的管列式冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、第一接管出口；2、管箱；3、第二接管入口；4、第一接管入口；5、第二接管出口；6、折流板；7、傳熱管；8、支座；9、沖洗液入口；10、絕緣殼體；11、催化反應(yīng)罐；12、制冷保溫儲(chǔ)罐；13、發(fā)酵罐；14、蛇管冷卻器；15、發(fā)酵液出料口；16、溫度監(jiān)控傳感器；17、列管式冷卻器；18、排污支路；19、制冷器；20、制冷液儲(chǔ)罐。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

實(shí)施例1

如圖1-2所示，本實(shí)用新型提供一種生物催化劑的生產(chǎn)裝置，包括發(fā)酵罐13，發(fā)酵罐13的發(fā)酵液出料口15出口管路與列管式冷卻器17連接，列管式冷卻器17的發(fā)酵液出口管路與制冷保溫儲(chǔ)罐12連接，制冷保溫儲(chǔ)罐12的一側(cè)連接有催化反應(yīng)罐11，列管式冷卻器17的冷卻液管路的出入口分別與制冷液的制冷器19和制冷液儲(chǔ)罐20的出口連接。

列管式冷卻器17內(nèi)部的傳熱管7為直管型傳熱管。由于發(fā)酵液本身具備較高的粘度，其中還含有菌體等固含物，容易粘滯于管路內(nèi)，使用直管型傳熱管可以保障管道內(nèi)部的通暢。

發(fā)酵罐13生產(chǎn)的發(fā)酵液的管路通過(guò)第一接管入口4進(jìn)入管箱2，從管內(nèi)穿過(guò)傳熱管7至另一端管箱2上的第一接管出口1流出列管式冷卻器17，冷卻液由第二入口3通過(guò)傳熱管7和管外折流板6形成回廊通道，通過(guò)第二接管出口5流出，冷卻液管路流經(jīng)方向與發(fā)酵液管路流經(jīng)方向相逆。使其采用逆流降溫模式，具備較高的降溫冷卻效率。

列管式冷卻器17的管箱上還設(shè)置有沖洗液入口9，第一接管出口1的發(fā)酵液排出管路上設(shè)置有排污支路18。發(fā)酵液出口管路上設(shè)置排污支路18，在完成單批次輸送冷卻任務(wù)后，從沖洗液入口9處可以通入沖洗液或水，清洗整個(gè)冷卻管路。

列管式冷卻器17冷卻液管路的出口與蛇管冷卻器14的冷卻液入口串聯(lián)?？梢蕴岣呃鋮s效率。

列管式冷卻器17的第一接管出口1、第一接管入口4、第二接管入口3和第二接管出口5均設(shè)置有溫度監(jiān)控傳感器16。有利于對(duì)列管式冷卻器17的第一接管出口1、第一接管入口4、第二接管入口3和第二接管出口5進(jìn)行溫度的檢測(cè)。

列管式冷卻器17的底部設(shè)置有支座8，列管式冷卻器17的外部設(shè)置有絕緣殼體10。有利于對(duì)列管式冷卻器17的擺放和保護(hù)。

該裝置是一種生物催化劑的生產(chǎn)裝置，該生產(chǎn)裝置由生物催化劑生產(chǎn)的發(fā)酵罐13列管式冷卻器17，制冷液儲(chǔ)罐20、制冷液制冷器19及其至間相互連通的管路所組成。其中其發(fā)酵罐13的發(fā)酵液的出料口15出口管路直接與一列管式冷卻器17的發(fā)酵液入口處連接，列管式冷卻器17的發(fā)酵液出口管路與制冷保溫儲(chǔ)罐12連接，列管式冷卻器17的冷卻液管路的出入口分別與制冷液的制冷器19和制冷液儲(chǔ)罐20的出口連接，從而完成制冷液的循環(huán)。當(dāng)發(fā)酵完成時(shí)發(fā)酵液經(jīng)由酵液的出料口15管路連續(xù)進(jìn)入到列管式冷卻器17中冷卻。另外列管式冷卻器17冷卻液管路的出口與用于生物催化劑生產(chǎn)的發(fā)酵罐13的蛇管冷卻器14的冷卻液入口相串聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻液的充分利用，將列管式冷卻器17冷卻液的出口液用于發(fā)酵罐13的預(yù)冷。另外在列管式冷卻器17的發(fā)酵液入口、發(fā)酵液出口、冷卻液入口、冷卻液出口均設(shè)置有溫度監(jiān)控傳感器16，用于監(jiān)控冷卻效果。制冷保溫儲(chǔ)罐12用于冷藏保存生物催化劑，其后續(xù)連接其他工作管路，如直接連通生物催化反應(yīng)的反應(yīng)器11；列式冷卻器中的傳熱管7為直管式結(jié)構(gòu)。發(fā)酵液的入口，為該列管冷卻器的第一接管入口4，發(fā)酵液出口為該列管冷卻器的第一接管出口1，冷卻液入口為該列管冷卻器的第二接管入口3，冷卻液出口為該列管冷卻器的第二接管出口5，這樣發(fā)酵罐13生產(chǎn)的發(fā)酵液的管路通過(guò)第一接管入口4，進(jìn)入管箱2，從管內(nèi)穿過(guò)傳熱管7至另一端管箱2上的第一接管出口1流出列管式冷卻器，冷卻液則經(jīng)由第二接管入口3流經(jīng)由傳熱管7管外折流板6所形成的回廊通道，通過(guò)第二接管出口5流出。發(fā)酵液的流經(jīng)路線比較簡(jiǎn)單，無(wú)蛇形彎曲，避免發(fā)酵液對(duì)管路的粘滯堵塞。同時(shí)冷卻液管路流經(jīng)方向與發(fā)酵液管路流經(jīng)方向相逆，形成逆流傳熱模式，具有較高的換熱效率。此外在列管式冷卻器的管箱上還設(shè)置有沖洗液接管入口9，在完成發(fā)酵液轉(zhuǎn)運(yùn)后從沖洗液入口處可以通入沖洗液或水，清洗整個(gè)冷卻管路，清洗液可以從發(fā)酵液出口管路排污支路18流出，從而避免發(fā)酵液殘余污染整個(gè)冷卻管路。

本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果是：該裝置是一種生物催化劑的生產(chǎn)裝置，發(fā)酵罐、列管式冷卻器，制冷液儲(chǔ)罐、制冷液制冷器及其至間相互連通的管路所組成，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵液及其生物催化劑的短時(shí)間迅速降溫。另外由于采用了液體輸送過(guò)程中的連續(xù)降溫，省略了原本所需要的降溫時(shí)間；發(fā)酵液的流經(jīng)管路為通過(guò)接管入口進(jìn)入管箱從管內(nèi)穿過(guò)傳熱管至另一端管箱上的接管出口流出的路線，其具有較少曲折的流經(jīng)路線的，防止發(fā)酵液體內(nèi)含物堵塞、粘滯于管路中。而冷卻液則經(jīng)由接管入口流經(jīng)由傳熱管管外折流板所形成的曲折回廊通道，通過(guò)另一側(cè)的冷卻液接管出口流出。另外冷卻液管路流經(jīng)方向與發(fā)酵液管路流經(jīng)方向相逆，使其采用逆流降溫模式，具備較高的降溫冷卻效率。列管式冷卻器冷卻液管路的出口與用于生物催化劑生產(chǎn)的發(fā)酵罐蛇管冷卻器的冷卻液入口相串聯(lián)。列管式冷卻器排出的冷卻液被用于對(duì)生物發(fā)酵罐罐內(nèi)發(fā)酵液的預(yù)冷卻，從而提高冷卻效率，提供了一種生物催化劑的生產(chǎn)裝置。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、使用方便、易于維護(hù)，具有很好的推廣使用價(jià)值。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。