[发明专利]高效节能型生物发酵罐及其配套管网系统

说明书

本发明涉及生物发酵生产设备，特别是高效节能型生物发酵罐及其管网系统。包括生物发酵罐和与罐体连接的空气管网系统、无菌物料管网系统以及蒸汽管网系统等组成的工艺管网，其结构要点是，罐体上连接工艺管网靠近发酵罐体，工艺管网运行操作更安全，更可靠。发酵罐结构合理，生物发酵生产水平高；在有效降低管网染菌机率的同时，降低管网中阀门配件的采购及维修费用。在环保减排节能增效中实现消毒蒸汽二次回收利用，实现发酵罐内无菌空气回收利用。

技术领域

本发明涉及生物发酵生产设备，特别是高效节能型生物发酵罐及其管网系统。

背景技术

现有技术中的生物发酵生产设备的输送物料、蒸汽和空气的管网布局设计复杂，管道阀门较多，控制阀分布距离较远，操作不便，染菌率较高；再由于现有发酵罐的结构使发酵过程氧气利用率偏低，生产效率较低。因此现有的生物发酵生产设备及其管网系统急待改进。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供溶氧高，发酵生产水平高；管道少，管网布局合理，管道阀配件少，减少染菌率的新型生物发酵罐及其管网系统。

本发明的目的是通过以下途径来实现的。

生物发酵罐及配套管网系统，包括生物发酵罐和与罐体连接的空气管网系统、无菌物料管网系统以及蒸汽管网系统等组成的工艺管网，蒸汽对管道和罐体进行预热消毒，空气入罐发酵物料，其结构要点是，罐体上连接工艺管网的管口设置在罐体一侧，连接相应的工艺管道分布于罐体的同一侧，其中蒸汽管网系统上设置二次蒸汽回收增压泵，收集二次蒸汽，生物发酵罐体底部设置空气管口，空气由空气管口进入罐内，进行生物发酵，罐体上部设置压料空气管口连接空气总管，用于压料提取，位于发酵罐体顶部的中心排气管口连接有旋风分离收集器，回收分离随排汽逃溢的逃液进罐，二次利用，进空气和出物料共用一个管道，通过阀门控制，发酵罐体内设置导流筒使发酵液在罐内循环运动发酵。

这样，工艺管网在罐体的同一侧，最大程度靠近发酵罐安全距离范围内，工艺管网上的控制阀离罐体较近，操作更便捷。对于发酵罐配套的工艺管网消毒蒸汽，经空气管道输入发酵罐内，预热消毒，排出的蒸汽输入增加泵，收集二次蒸汽参与一次蒸汽共同对工艺管网加热消毒，实现蒸汽自我回收及整体二次蒸汽回收。工艺管网消毒完成后，空气总管输入无菌空气进入发酵罐进行生物发酵。生产过程中，有部分汽液随中心排气管口排入接连的旋风分离收集器，回收分离随排气逃溢的发酵液进罐，实现排出蒸汽和逃溢物料均得到回收重复利用。长期利用节能增效十分可观。在工艺管网中空气输入和物料输出共用一个管道，减化管道布置，省工省料安全便捷，有利于无菌生产控制。

所述的与管网连接的管口分布为中心排气管口位于罐顶部中心，压料空气管口位于罐体上部一侧，取样移种补料管口位于压料空气管口同侧罐体中部，进空气出物料管口共用位于罐底中心部。

发酵罐因工艺操作需要在罐体上开设相应的管接口与管网连接，罐体对外开口越多染菌机率越高，因此本发明管接口的设置上采取合并共用原则，将取样、移种、补料管口合并为一，将罐底部进空气管口与物料出管口合并为一，减少管接口数为五个，并用培养基伐，减少染菌机会，将发酵罐与外界管道伐门严格封闭并隔离，保证发酵罐长期处于无菌环境中安全生产。管口的位置设置使与相应管口连接的各工艺管网处于罐体的同一侧，使管网靠近发酵罐安全距离范围内，对于各控制阀的操作也更便捷。

关于罐体的管口设置可进一步优化为：

所述的中心排气管口设置在发酵罐顶部封头中心位置，在传动轴机械密封器的下方增装一组三通管件与旋风分离收集器连接。

这样，轴封下方位置始终处于排气压力下，外界空气不可能倒流入罐内，所以不会因机械密封问题引发染菌，确保机械密封器处染菌机率为零。

因中心排气提高排气管口位置，相应提高罐容3%--5%。