L-乳酸好氧發酵氣升式反應器的製作方法

2023-05-21 15:15:01 1

專利名稱：L-乳酸好氧發酵氣升式反應器的製作方法
技術領域：
；本實用新型涉及到生物發酵反應器，直接涉及一種L-乳酸好氧發酵氣升式反應器。技術背景我國石油資源貧乏，以豐富的生物質資源應用生物發酵生產新型生物質化學品替代石化產品，是科技研發的方向。自上世紀90年代以來，國內外開始了以澱粉為原料生物發酵生產L-乳酸的研究，取得了重大成果，並實現了工業化生產。一直採用的機械攪拌發酵反應器，其缺點是動力消耗大，生產能力小，溶氧速度慢而影響發酵收率。
發明內容本實用新型的目的是提供一種溶氧速度快，發酵收率高，動力消耗小，生產能力大的好氧發酵氣升式反應器。本實用新型的目的是這樣實現的。所述L-乳酸好氧發酵氣升式反應器具有在圓筒形的罐體內裝有布氣管，罐體外部焊有水夾套。作為本實用新型的改進方案，所述罐體為不鏽鋼(304)焊制的直徑2m，高3. 5m，圓形筒體上下兩端有封頭的罐體，在頂部封頭中心部位開孔焊接放氣管，離中心0. 5m處開孔焊接PH調節劑進液管，下部封頭開孔焊接放料管，罐體外側離頂部0. 5m處開孔焊接進料管，中部開孔焊接測溫管。作為本實用新型的進一步方案，所述罐體內裝有布氣管，布氣總管由罐體外壁插入，在罐體中心豎立，豎管每間隔0. 4m焊接支通氣管。長度0. 4m的分三層，長度0. 8m的分兩層，在支管的外端焊接0. 4m的環形通氣管三層，半徑0. 8m的環形通氣管兩層。在半徑 0. 4m的每個環形通氣管上焊接4個蓮蓬布氣噴頭，在半徑0. 8m的每個環形通氣管上面對稱焊接10個蓮蓬布氣噴頭。作為本實用新型的再進一步方案，所述罐體外部焊有水夾套，與罐體的間隙為 100mm,下部設有進水管，上部設有出水管。由於本實用新型採用了原料澱粉乳和種子液從進料口裝入，pH調節劑從pH調節劑入口裝入，經滅菌過濾的高壓空氣(0.4MPa)從布氣總管進入經支管、環形管，從蓮蓬布氣噴頭噴射攪動發酵液翻騰，由於噴頭數量多，分布均勻，布氣均勻，發酵液翻騰充分，空氣與發酵液接觸面積大，溶氧速度快，提高了發酵收率。以空氣攪動代替了機械攪拌，節省了動力消耗。外部水夾套進入循環水，以調節發酵溫度。

附圖是本實用新型L-乳酸好氧發酵氣升式反應器的結構原理圖。
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。
具體實施方式
附圖是本實用新型L-乳酸好氧發酵氣升式反應器的結構示意圖，主要由罐體 (1)、布氣管(2)、水夾套(3)三部分組成。所述罐體⑴是由8mm厚的(403)不鏽鋼板卷焊而成的直徑2. 4m高3. 5m的筒體， 上下兩端焊接Φ 2. 4m的封頭(4) (5)，在頂部封頭(4)中心焊接放氣管(7)，離中心0. 5m處焊接PH調節劑進液管(6)，為Φ50Χ3πιπι不鏽鋼管。在罐(1)外側離頂部0. 5m處焊接進料管(8)，為Φ 100 X 3mm不鏽鋼管。在下封頭(5)中心焊接出料管(10)，為Φ 108 X 3mm不鏽鋼管，在罐體外側中部焊接測溫管(9)，為Φ35Χ1.5πιπι不鏽鋼管。所述布氣管(2)，主管⑵為Φ108Χ3πιπι不鏽鋼管，入口端從罐體旁側距頂部 0. 5m處穿入，並焊牢在罐體(1)外壁上，至罐體(1)中心部位豎立。在總管(2)豎立部分每間隔0.5m焊接支通氣管(11)，為Φ57Χ3πιπι不鏽鋼管，長度0.4m的分三層，每層兩根，長度0. 8m的分兩層，每層兩根，在每層支通氣管(11)外端分別焊接半徑為0. 4m的環形通氣管(12)和半徑0. 8m的環形通氣管(13)，均為Φ 57 X 3mm不鏽鋼管.在半徑0. 4m的每層環形通管(12)上面對稱焊接Φ IOOmm蓮蓬式噴頭(14)4隻。在半徑0. 8m的每層環形通氣管上面對稱焊接ΦIOOmm蓮蓬式噴頭(14) 10隻。最底層環形通氣管用不鏽鋼槽鋼(17) 支架支在底部封頭(5)上，並焊牢。所述夾套，在罐體⑴外壁距頂部0. 8m處至底部封頭封閉焊接水夾套(3)，與罐體間隙100mm，夾套(3)底部焊接進水管(15)，為Φ 57 X 3mm無縫鋼管，上部焊接出水管(16) 為Φ 57 X 3mm無縫鋼管。.本實用新型L-乳酸好氧發酵布氣式反應器的工作原理髮酵物料澱粉乳、黴菌種子液和無機鹽從進料管(8)裝入。pH調節劑根據發酵液pH值的變化隨時從pH調節劑進液管加入HCl或KOH溶液。經過濾滅菌的空氣(P = 0. 4MPa)從布氣總管(2)送入，經支通氣管(11)、環形通氣管(12)、(13)，從蓮蓬式噴頭(14)噴射攪動發酵液。空氣與發酵液充分接觸，使氧氣迅速溶於發酵液中，供微生物吸收，加快微生物的發育，有效代謝L-乳酸，提高澱粉的轉化率。與以往採用的機械攪拌反應器比較顯著優點是以空氣噴射攪動代替了機械攪拌，大量降低了能耗；由於採用了多層環形布氣管和多個蓮蓬噴頭、攪動和布氣均勻， 空氣與發酵液接觸面積大，溶氧速度快，微生物吸氧充足，發育繁殖快，提高了代謝L-乳酸的速度和澱粉的轉化率。
權利要求1.一種L-乳酸好氧發酵氣升式反應器，其特徵是具有罐體(1)、布氣管(2)、夾套(3)、 三部分組成。
2.根據權利要求書1所述一種L-乳酸好氧發酵氣升式反應器，其特徵是具有罐體(1)，是用304不鏽鋼焊接製成的圓筒形罐體。直徑2米，高3.5米，在罐體(1)頂部封頭 (4)中心部位焊接出氣管(7)；距中心0.5米處，焊接pH調節劑進液管(6)，在罐體⑴旁側距頂部0.5米處焊接進料口(8)；在罐體(1)旁側中部焊接測溫管(9)，在罐體(1)底部中心焊接出料口(10)。
3.根據權利要求書1所述一種L-乳酸好氧發酵氣升式反應器，其特徵是具有布氣管(2)，穿入罐體(1)，豎立在罐中心位置。進口端焊接在罐體(1)側壁，底端用槽鋼支架支在罐體(1)底部封頭上，豎管每間隔0.4米焊接支通氣管(11)。長0.4米的3層、長0.8米的分2層，每層兩根。在支通氣管外端焊接半徑0.4米的環形布氣管(12) 3層，半徑0.8米的環形布氣管(13)2層。在半徑0.4米的環形布氣管上面對稱焊接蓮蓬噴頭(14)4隻，共12 只。在半徑0.8米的環形布氣管(13)上面對稱焊接蓮蓬噴頭(14) 10隻，共20隻。
4.根據權利要求書1所述一種L-乳酸好氧發酵氣升式反應器，其特徵是具有夾套(3)，密閉焊接在罐體⑴外周，間隙為100mm，夾套(3)底部焊進水管(15)、出水管(16)。
專利摘要本實用新型公布了一種L-乳酸好氧發酵氣升式反應器，在罐體內裝有布氣管，罐體外側為水夾套調節溫度，布氣管為多層環形布氣管，上面焊有多個蓮蓬噴頭。經過濾滅菌的壓縮空氣，從總管通入經支管、環形管，由蓮蓬噴頭噴射攪動發酵液，代替機械攪拌，具有發酵液翻騰激烈，布氣均勻，空氣與發酵液接觸面積大，溶氧速度快，微生物生育繁殖良好，提高了代謝速度和澱粉轉化率。
文檔編號C12M1/04GK202164299SQ2011202926
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月12日 優先權日2011年8月12日
發明者潘波, 王志勇, 王愛雲 申請人:山東祥瑞藥業有限公司