一種發(fā)酵罐排氣治理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種發(fā)酵罐排氣治理裝置，屬于微生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在微生物發(fā)酵領(lǐng)域，適用于好氧菌發(fā)酵的發(fā)酵罐被廣泛應(yīng)用。這些發(fā)酵罐規(guī)模層次多元，規(guī)模小的每只罐容5升-100升，規(guī)模大的每只罐容可達(dá)到300立方~1000立方。應(yīng)用此類發(fā)酵罐好氧發(fā)酵的主導(dǎo)產(chǎn)品舉例有賴氨酸、谷氨酸等氨基酸系列，葡萄糖酸鈉、葡萄糖酸鋅、葡萄糖酸鈣等葡萄糖酸鹽系列，青霉素、頭孢菌素等抗生素系列，淀粉酶、液化酶等酶制劑系列等。盡管這些發(fā)酵產(chǎn)品種類繁多用途不盡相同，但均是由某一類單一或復(fù)合微生物菌種純種在好氧通氣條件下培養(yǎng)和發(fā)酵而得，此類產(chǎn)品在食品輕工、生物制藥等行業(yè)有著廣泛而重要的應(yīng)用價(jià)值。工業(yè)化生產(chǎn)此類發(fā)酵產(chǎn)品所必須使用到的微生物資源，有的是通過科技人員的科技攻關(guān)篩選獲得，有的是經(jīng)過基因改造獲得，科技含量高。各企業(yè)、科研院所間菌種菌株不同，發(fā)酵收率也會(huì)有顯著差異，直接影響生產(chǎn)效益。這些科研與工業(yè)用微生物，技術(shù)含量高、商業(yè)價(jià)值巨大，是發(fā)酵企業(yè)、科研院所主要的核心競(jìng)爭(zhēng)力，各大企業(yè)科研院所一定程度上都加以嚴(yán)格周密保護(hù)。
[0003]對(duì)于純種的好氧通氣培養(yǎng)和發(fā)酵而言，發(fā)酵罐的排氣治理顯得尤為重要。目前，發(fā)酵罐排氣的處理方式多為向空氣中直排，這種排氣方式極為粗放，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，且在遇發(fā)酵罐罐內(nèi)暫時(shí)失壓時(shí)易將外界污濁空氣倒吸入罐內(nèi)造成該罐批染菌，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，發(fā)酵罐在排氣過程中除易將發(fā)酵罐內(nèi)的菌液帶出對(duì)環(huán)境造成污染、帶出的菌液暴露在環(huán)境中還有遭受噬菌體感染的風(fēng)險(xiǎn)、帶出的菌液通過飄散等方式傳播和寄存到環(huán)境中去有造成高價(jià)值工業(yè)生產(chǎn)菌或科研菌株失竊的風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)人員健康和環(huán)境也存在不利影響。
[0004]在申請(qǐng)公布號(hào)為CN 102071132A、申請(qǐng)公布日為2011.05.25的發(fā)明專利中公開了一種發(fā)酵罐排氣裝置，該裝置僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)酵罐排氣中帶出的大部分菌液的捕集和排出，其捕集到的菌液仍未被即時(shí)殺滅，集液室無菌化程度低，無法應(yīng)對(duì)氣流倒吸可能仍存在集液室或發(fā)酵罐雜菌污染甚至是感染噬菌體的可能，且仍會(huì)有少量菌液隨高速氣流暴露到環(huán)境中，因此前述問題并沒有得到徹底解決。
[0005]在授權(quán)公告號(hào)為CN 202778111U、授權(quán)公告日為2013.03.13的實(shí)用新型專利中公開了一種核黃素發(fā)酵尾氣的分離裝置，該裝置采用兩級(jí)旋風(fēng)分離器組合，但仍僅限于在核黃素發(fā)酵方面對(duì)尾氣與菌液等的捕集、分離，設(shè)備占地面積大，旋風(fēng)分離器難以消毒，捕集到的菌液亦未被即時(shí)殺滅，前述問題同樣并沒有得到徹底解決。因此，在發(fā)酵罐排氣的治理方面，仍然亟待開發(fā)一種能夠?qū)Πl(fā)酵罐排氣進(jìn)行氣液分離和即時(shí)殺菌的裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種發(fā)酵罐排氣治理裝置，該裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)酵罐排氣進(jìn)行氣液分離和即時(shí)殺菌，解決了發(fā)酵罐排氣向空氣中直排造成的環(huán)境污染問題，防止外界污濁空氣倒吸罐內(nèi)造成染菌問題，防止菌液暴露在環(huán)境中遭受噬菌體感染，防止菌液暴露和寄存在環(huán)境中造成高價(jià)值工業(yè)生產(chǎn)菌或科研菌株失竊，有利于環(huán)境保護(hù)和人員健康。
[0007]本方案是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的:該發(fā)酵罐排氣治理裝置包括罐體，所述罐體中部設(shè)置有隔板，所述隔板的上方為分離室、下方為殺菌室，所述分離室的頂部連接有輸入管和導(dǎo)氣彎管、底部連接有導(dǎo)流彎管，所述輸入管的入口端連接有并聯(lián)設(shè)置的注液管路、進(jìn)氣管路和蒸汽管路，所述注液管路、進(jìn)氣管路和蒸汽管路上分別設(shè)置有注液閥、進(jìn)氣閥和蒸汽閥，所述導(dǎo)氣彎管的另一端伸入殺菌室內(nèi)的儲(chǔ)液中，所述導(dǎo)流彎管穿出分離室后伸入殺菌室的上部，所述殺菌室上連接有排氣管、排液彎管和清洗排污管。
[0008]上述罐體的外側(cè)設(shè)置有保溫夾套，所述保溫夾套包覆在殺菌室的外側(cè)以及分離室的底部外側(cè)。
[0009]上述分離室內(nèi):導(dǎo)氣彎管的底面高于輸入管的底面，且導(dǎo)氣彎管的底面距離分離室的頂面l-3cm，所述輸入管的長(zhǎng)度為分離室高度的三分之一至五分之一。
[0010]上述導(dǎo)流彎管中位于分離室內(nèi)部段的下端面距分離室內(nèi)腔底面1-lOcm、距導(dǎo)流彎管最頂端的距離為a，且導(dǎo)流彎管中貫穿分離室的一段為開口向下的弧形段。
[0011]上述導(dǎo)流彎管中弧形段的頂點(diǎn)與貫穿殺菌室一段的底端之間的距離為比且13 >a，所述導(dǎo)流彎管中位于殺菌室內(nèi)部段的下端面與殺菌室頂面之間的距離為殺菌室高度的三分之一至五分之一 O
[0012]上述排氣管的頂端距殺菌室的頂面l-3cm，排氣管上設(shè)置有壓力表、排氣閥門和空氣精密過濾器。
[0013]上述導(dǎo)氣彎管上設(shè)置有壓力表和導(dǎo)氣閥門，且導(dǎo)氣彎管從殺菌室的上半部伸入其內(nèi)腔中，導(dǎo)氣彎管的下端面距殺菌室的內(nèi)腔底面1-lOcm。
[0014]上述保溫夾套內(nèi)有加熱介質(zhì)，所述加熱介質(zhì)為熱水、導(dǎo)熱油或蒸汽，所述保溫夾套上設(shè)置有進(jìn)口和出口，且出口的位置高于進(jìn)口的位置。
[0015]上述分離室和殺菌室上分別設(shè)置有人孔，所述殺菌室上還設(shè)置有目鏡，且目鏡的高度與排液彎管的進(jìn)口端高度對(duì)應(yīng)，所述排液彎管和清洗排污管上分別設(shè)置有排液閥和清洗排污閥。
[0016]上述罐體為采用普通鋼鐵、不銹鋼或耐高溫硼硅玻璃制成的罐體。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果:
[0018]I)輸入管前置注液管路、進(jìn)氣管路和蒸汽管路并分設(shè)注液閥、進(jìn)氣閥和蒸汽閥，方便切換。當(dāng)只開注液閥時(shí)，可以注入注液，包括水、含有殺菌效果成分的液體；當(dāng)只打開蒸汽閥時(shí)，可以注入蒸汽，實(shí)現(xiàn)蒸汽對(duì)分離室和殺菌室的不定期無死角蒸汽殺菌；當(dāng)只打開進(jìn)氣閥時(shí)，可以方便的通入發(fā)酵罐排出的排氣；
[0019]2)本裝置設(shè)有保溫夾套，保溫夾套包覆在殺菌室的外側(cè)以及分離室的底部外側(cè)，具體來說是自殺菌室底部至導(dǎo)流彎管中弧形段的弧面頂點(diǎn)處，保溫夾套內(nèi)通熱水、導(dǎo)熱油或蒸汽，能夠及時(shí)對(duì)分離室和殺菌室內(nèi)的積存物料進(jìn)行高溫殺菌；
[0020]3)導(dǎo)流彎管中其弧形段的弧面頂點(diǎn)距分離室底面有一定的高度，該高度決定了分離室底部可以暫時(shí)儲(chǔ)存一定容量的分離后積液，該積液四周及底部受保溫夾套的高溫加熱以及殺菌室內(nèi)受熱蒸汽余熱加熱，可以在分離室內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵罐排氣中夾帶的料液實(shí)現(xiàn)剛被分離即開始受到高溫預(yù)熱的處理。積液達(dá)到一定容積后，自動(dòng)虹吸沿導(dǎo)流彎管溢流進(jìn)入殺菌室，進(jìn)行更高溫殺菌及排空，熱效率及熱維持時(shí)間更多，殺菌效果更好；
[0021]4)殺菌室底部預(yù)先通入高溫注液，高溫注液進(jìn)入殺菌室內(nèi)形成高溫儲(chǔ)液，預(yù)通高溫注液時(shí)，只打開注液閥，高溫注液經(jīng)導(dǎo)流彎管自動(dòng)注入殺菌室底部形成液封。該高溫儲(chǔ)液可以是高溫?zé)崴蚋邷馗邼舛嚷然c鹽水或其他適于殺菌的液體，并經(jīng)由保溫夾套繼續(xù)維持溫度；
[0022]5)殺菌室底部設(shè)置帶清洗排污閥的清洗排污管，排液彎管上設(shè)置排液閥。打開清洗排污閥可以從清洗排污管方便將罐體內(nèi)的清洗廢水排除。排液彎管的頂端距殺菌室內(nèi)腔底面有一定的高度C，決定了可儲(chǔ)存一定容積的液體形成液封。在液封內(nèi)儲(chǔ)液不斷吸收導(dǎo)流彎管溢流的導(dǎo)流液和阻滯導(dǎo)氣彎管輸送的氣體，并且儲(chǔ)液在殺菌室內(nèi)經(jīng)過保溫夾套高溫加熱并維持一定的時(shí)間后，達(dá)到殺菌的目的。由目鏡觀察后，打開排液閥經(jīng)排液彎管排出。經(jīng)由排液彎管排出的液體為受過高溫及殺菌處理的液體，是無活性菌的液體，實(shí)現(xiàn)了無活性菌的安全排放，有利于環(huán)境保護(hù)，且該排出液適于對(duì)物料的回收利用，有利于增加經(jīng)濟(jì)效益。排液彎管、清洗排污管均為向下開口，方便直排和物料的收集；
[0023]6)發(fā)酵罐的排氣自輸入管進(jìn)入分離室，輸入管的開口低于導(dǎo)氣彎管的開口，更方便氣液分離。導(dǎo)氣彎管中位于殺菌室內(nèi)的一段下端開口沒入殺菌室內(nèi)的高溫儲(chǔ)液中，分離后的氣體經(jīng)導(dǎo)氣彎管通入殺菌室底部的高溫儲(chǔ)液液封中，且導(dǎo)入的氣流對(duì)儲(chǔ)液形成氣流攪拌效果，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)液對(duì)氣體及夾帶物的遲滯、截留及高溫?zé)崽幚恚沟门懦龅臍怏w亦為無菌性，有利于環(huán)境保護(hù)；
[0024]7)排氣管的頂端距殺菌室的頂面l-3cm，方便將經(jīng)過治理后的發(fā)酵罐排氣無菌性的排出。排氣管外端還設(shè)可更換的精密空氣過濾器，既能對(duì)排出的無菌性空氣加一道多重防護(hù)，又能預(yù)防外界帶菌空氣的進(jìn)入，保證了本裝置的嚴(yán)格無菌；
[0025]8)導(dǎo)氣彎管上設(shè)置有壓力表和導(dǎo)氣閥門，排氣管上設(shè)置有壓力表、排氣閥門，方便操作人員的觀察，配合