淨化系統及液態菌種的擴繁生產系統的製作方法

2023-06-22 19:35:01

本實用新型涉及菌種的擴繁生產系統技術領域，尤其是涉及一種淨化系統及液態菌種的擴繁生產系統。

背景技術：

液態菌種的擴繁生產過程中，常常會產生發酵廢氣。發酵廢氣成分比較複雜，通常是包括大量的二氧化碳、水蒸氣、臭氣以及部分發酵代謝產物等，甚至會有特殊難聞氣味產生。若不能將代謝產生的廢氣及時的從擴繁系統中排除，可能會影響罐內氧氣的傳遞，從而對擴繁過程造成不利影響。若將發酵廢氣直接排放到大氣中，則會造成環境的汙染。同時，廢氣中部分具有回收價值的代謝產物也不能得到有效的回收利用，從而造成資源的進一步浪費，故需要對發酵廢氣進行淨化處理和回收利用。

現有的廢氣淨化系統結構較為簡單，往往是使用單一的淨化設備進行處理，處理效果較差，處理後的氣體往往達不到直接排放的標準，仍然存在環境汙染的問題。

鑑於此，有必要進行研究以提供一種方案。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種淨化系統及液態菌種的擴繁生產系統，以改善現有技術中對發酵廢氣淨化處理不徹底，直接排放容易造成環境汙染，且部分代謝產物不能有效回收利用的技術問題。

本實用新型提供的一種設有淨化系統，包括氣液分離器和淨化裝置；

所述氣液分離器設有進氣口、排氣口和排液口，待處理氣體通過所述進氣口進入到所述氣液分離器內部，所述氣液分離器的排氣口與所述淨化裝置相連，所述氣液分離器的排液口與回收裝置相連；

所述淨化裝置包括過濾器、活性炭吸附裝置和光催化氧化反應器，所述過濾器、活性炭吸附裝置和光催化氧化反應器依次連接，所述過濾器與所述氣液分離器的排氣口相連；

所述淨化裝置還包括排風裝置，所述排風裝置連接在所述光催化氧化反應器之後。

進一步的，所述氣液分離器為旋風式氣液分離器、吸附式氣液分離器和擋板式氣液分離器中的任意一種。

進一步的，所述活性炭吸附裝置設置有多個活性炭吸附單元。

進一步的，所述光催化氧化反應器為流化床光催化氧化反應器、折板式光催化氧化反應器和蜂窩光催化氧化反應器中的任意一種。

進一步的，所述排風裝置之後還設置有排氣筒。

本實用新型還提供了一種採用上述淨化系統的液態菌種的擴繁生產系統，包括一級種子罐、二級種子罐和用於淨化種子罐中發酵廢氣的上述淨化系統，所述淨化系統分別與所述一級種子罐、所述二級種子罐連接；

所述一級種子罐和所述二級種子罐上均設有集氣罩，所述一級種子罐和二級種子罐的集氣罩分別與所述氣液分離器的進氣口連通，所述氣液分離器的排氣口與所述淨化裝置相連，所述氣液分離器的排液口與發酵罐相連。

進一步的，所述淨化裝置包括過濾器、活性炭吸附裝置和光催化氧化反應器，所述過濾器、活性炭吸附裝置和光催化氧化反應器依次連接，所述過濾器與所述氣液分離器的排氣口相連；

所述淨化裝置還包括排風裝置，所述排風裝置之後還設置有排氣筒。

進一步的，所述一級種子罐和所述二級種子罐上均設有用於檢測溫度的溫度傳感器和用於檢測壓力的壓力傳感器。

進一步的，所述一級種子罐與所述二級種子罐通過管路連通。

本實用新型提供的淨化系統，將發酵廢氣通入到氣液分離器中進行分離，分離得到的液體進行回收利用，實現了節約資源的目的；同時，分離得到氣體經過由過濾器、活性炭吸附裝置和光催化氧化反應器構成的淨化裝置逐級處理，淨化處理後的氣體符合環保要求，可直接排放，改善了現有技術中存在的發酵廢氣淨化處理不徹底，從而對環境造成汙染的技術問題。

本實用新型提供的液態菌種的擴繁生產系統，通過採用上述淨化系統，對一級種子罐和二級種子罐中的發酵廢氣進行有效淨化，經氣液分離器後的液體代謝產物轉入發酵罐進行回收利用，達到節約資源的目的；經氣液分離器後的氣體則經淨化裝置逐級處理後，即可直接排放，不會對環境造成汙染，同時，也為液態菌種的擴繁生產的順利進行提供了基礎。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為實施例1中的淨化系統的結構示意圖；

圖2為實施例1中的淨化系統的流程簡圖；

圖3為實施例2中的液態菌種的擴繁生產系統的結構示意圖；

圖4為實施例2中的液態菌種的擴繁生產系統的流程簡圖。

圖標：10-氣液分離器；11-進氣口；12-排氣口；13-排液口；20-過濾器；30-活性炭吸附裝置；40-光催化氧化反應器；50-排風裝置；60-一級種子罐；61-集氣罩；62-管路；70-二級種子罐；80-儲液罐；90-發酵罐。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語「上」、「內」、「外」、「後」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

實施例1

如圖1所示，本實施例1提供的一種淨化系統，包括氣液分離器10和淨化裝置，氣液分離器10與淨化裝置相連。

氣液分離器10主要用於處理含有少量凝液的氣體，實現凝液回收或者氣相淨化，是工業含液系統中將氣體和液體分離的設備，具有分離效率高，體積小的優點。氣液分離器10一般是利用絲網除沫或折流擋板之類的內部構件，依據折流分離及重力分離原理，將氣體中夾帶的液體進一步凝結、排放，以達到去除液體的效果。

氣液分離器10的種類有多種，可為旋風式氣液分離器、吸附式氣液分離器和擋板式氣液分離器中的任意一種。

應該說明的是，本實施例中選用擋板式氣液分離器。氣液分離器10的頂部設有進氣口11和排氣口12，待處理的廢氣通過進氣口11進入到氣液分離器10內部，被分離為氣體和液體。為了淨化從氣液分離器10分離得到的氣體，在氣液分離器10之後設置淨化裝置。氣液分離器10的排氣口12與淨化裝置相連。氣液分離器10的底部設置有排液口13，排液口13與回收裝置相連，分離得到的液體從排液口13轉至其他回收裝置，進行回收利用。

淨化裝置包括過濾器20、活性炭吸附裝置30和光催化氧化反應器40，過濾器20、活性炭吸附裝置30和光催化氧化反應器40依次連接，過濾器20與氣液分離器10的排氣口12相連。

具體的，過濾器20是對廢氣進行的初步處理的過濾裝置。核心部件在於過濾網，過濾網的材質和層數設置則根據待處理廢氣的組成和淨化要求而設定。

在過濾器20之後設有活性炭吸附裝置30。所謂活性炭吸附裝置30是以活性炭為主要吸附物質。活性炭是用木材、煤、果殼等含碳物質在高溫缺氧條件下活化製成，比表面積大，具有很高的吸附能力。正是由於活性炭的這種特性，使其常用於工業生產上的有害氣體的吸附以及廢水的深度處理上。

經過濾器20初步處理過的氣體進入活性炭吸附裝置30，由於活性炭固體表面存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學健力，因此當此固體表面與氣體接觸時，就能吸引氣體分子，使其濃聚並保持在固體表面，汙染物質及氣味從而被吸附，從而實現對氣體的淨化處理。在本實施例中，活性炭吸附裝置30設有多個活性炭吸附單元。活性炭吸附單元的數量可根據實際淨化需要進行確定。當活性炭吸附單元使用吸附到一定程度後，需對其進行再生處理，循環利用。

在本實施例中，活性炭吸附法與其他處理方法聯用，使活性炭的吸附周期明顯延長，用量減少，處理效果和範圍大幅度提高，可有效去除臭味物質。

除了使用上述物理方法進行處理外，還與化學方法相結合，即採用光催化氧化技術對廢氣進行淨化處理。

光催化氧化技術是利用人工紫外線燈管產生的真空波紫外光作為能源來活化光催化劑，驅動氧化還原反應，而且光催化劑在反應過程中並不消耗，利用空氣中的氧作為氧化劑，有效地降解有毒有害廢氣成為光催化節約能源的最大特點。

用於處理廢氣的光催化氧化反應器40種類有多種，可選自流化床光催化氧化反應器、折板式光催化氧化反應器和蜂窩光催化氧化反應器中的任意一種。

在本實施例中，光催化氧化反應器40為折板式光催化氧化反應器。此為現有技術，具體結構此處不再贅述。

淨化裝置還包括排風裝置50，排風裝置50連接在光催化氧化反應器40之後，為整個淨化系統提供動力風力來源。

淨化系統的工作流程具體如圖2所示。發酵廢氣經本實施例中提供的淨化系統處理後，可達到直接排放的標準，符合節能環保的要求，不會對環境造成汙染。

實施例2

如圖3所示，本實施例提供了一種液態菌種的擴繁生產系統，該系統包括一級種子罐60、二級種子罐70和用於淨化種子罐中發酵廢氣的實施例1中的淨化系統，一級種子罐60通過管路62與二級種子罐70相連，淨化系統分別通過管道與一級種子罐60、二級種子罐70連接。

在本實施例中，為了獲得發酵所需要的足夠數量的菌體，在一級種子罐60培養的基礎上進行二級種子罐70的擴大種子培養。經多級培養能保證最佳的培養環境，降低雜菌數量。

由於溫度和壓力對液態菌種的培養、擴繁過程有著重要的影響，故在一級種子罐60和二級種子罐70上均設置有溫度傳感器和壓力傳感器，便於本領域人員對溫度和壓力進行實時監控，提高液態菌種的擴繁效率。

在一級種子罐60和二級種子罐70上設置通氣管，利用電動氣泵或其他裝置通入空氣以增加液體的含氧量。為了增加發酵液中氧的溶解速率，在一級種子罐60和二級種子罐70內部還設置有攪拌裝置，攪拌裝置包括驅動電機和攪拌槳等。

進一步的，一級種子罐60和二級種子罐70上均設有集氣罩61，氣液分離器10的頂部設有進氣口11和排氣口12，底部設置有排液口13。一級種子罐60和二級種子罐70的集氣罩61分別與氣液分離器10的進氣口11連通，種子罐發酵過程中產生的廢氣由集氣罩61進入到氣液分離器10內進行氣液分離。氣液分離器10的排氣口12與淨化裝置相連，通過淨化裝置對分離得到的氣體進行淨化處理。氣液分離器10的排液口13與發酵罐90相連，分離得到的液體轉至發酵罐90作為原料進行回收利用。

具體的，淨化裝置包括過濾器20、活性炭吸附裝置30和光催化氧化反應器40，過濾器20、活性炭吸附裝置30和光催化氧化反應器40依次連接，過濾器20與氣液分離器10的排氣口12相連。

淨化裝置還包括排風裝置50，排風裝置50連接在光催化氧化反應器40之後，為整個淨化系統提供風力來源。排風裝置50的風量、全壓等性能參數可根據實際需要進行設定。

液態菌種的擴繁生產系統的工作流程如圖4所示。發酵廢氣經過淨化裝置處理後，可以得到有效淨化，處理後的氣體符合直接排放的標準，可通過排氣筒直接排放。

工作方式：將水、原料分別加入一級種子罐60進行實罐滅菌，即蒸汽通過一級種子罐60與物料直接接觸，實罐滅菌完成後加入液態菌種進行一級發酵。一級發酵結束後，物料經過管路62輸送進入二級種子罐70，與水、原料混合後進行二級發酵，發酵完成後即為擴繁液態菌種，將其轉移至儲液罐80中常溫保存，留待後續生產使用。

一級種子罐60和二級種子罐70在發酵過程中產生的發酵廢氣，通過管道收集後通過氣液分離器10進行氣液分離，液體收集後作為原料轉入至發酵罐90作為原料使用，不外排。氣體經由過濾器20、活性炭吸附裝置30和光催化氧化反應器40構成的淨化裝置進行淨化處理後，達到可直接排放的標準，通過排氣筒排放即可。

從上述內容可以看出，本實用新型具有以下幾個優點：

1、本實用新型提供的淨化系統，將發酵廢氣通入到氣液分離器中進行分離，分離得到的液體進行回收利用，實現了節約資源的目的；同時，分離得到氣體經過由過濾器、活性炭吸附裝置和光催化氧化反應器構成的淨化裝置逐級處理，淨化處理後的氣體符合環保要求，可直接排放，改善了現有技術中存在的發酵廢氣淨化處理不徹底對環境造成汙染的技術問題。

2、本實用新型提供的液態菌種的擴繁生產系統，通過採用上述淨化系統，對種子罐中的發酵廢氣進行有效淨化，經氣液分離器後的液體代謝產物轉入發酵罐進行回收利用，達到節約資源的目的；經氣液分離器後的氣體則經淨化裝置逐級處理後，即可直接排放，不會對環境造成汙染，同時，也為液態菌種的擴繁生產得順利進行提供了基礎。

3、本實用新型提供的的液態菌種的擴繁生產系統，通過在多級擴繁生產過程中及時排除產生的發酵廢氣，使得種子罐內形成良好的培養環境，降低雜菌數量，確保擴繁生產的順利進行。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的範圍。