固定化酵母生物酒精發酵系統的製作方法

2023-05-17 03:53:56 2

專利名稱：固定化酵母生物酒精發酵系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種生物工程技術領域的系統，特別是一種固定化酵母生物酒精發酵系統。
背景技術：
在利用生物法發酵製取酒精的工藝過程中，發酵速率、發酵效率、資源利用率以及自動化水平是衡量酒精發酵系統先進性的幾個重要指標。因而一個較為先進的酒精發酵系統應具備發酵速率快、發酵效率高、資源利用率高、自動化水平高、能耗低等特點。目前，我國酒精生產行業，普遍採用固態酒精發酵系統和游離細胞酒精發酵系統。對於固態酒精發酵系統而言，主要存在兩大方面的問題，即，一方面發酵反應速率較慢，發酵周期較長，另一方面，發酵的可控制程度和自動化水平較低。而對於游離細胞酒精發酵系統雖比固態酒精發酵系統具有一定的先進性，但存在的主要問題是發酵周期長、自動化水平低、原料利用率低、投資大。同時，現有的酒精發酵系統對於發酵副產物二氧化碳的利用多是直接用於製取乾冰或者純鹼等，該利用方式存在二氧化碳利用率低、經濟效益差等缺點；此外，現有的酒精發酵系統多為大罐機械攪拌式，這種系統存在能耗大、產生噪音汙染嚴重、設備佔地面積大等缺點。基於上述的種種問題，目前的酒精發酵系統已不適應當前酒精生產發展的需要。因而，用現代生物技術並應用工程手段對傳統的酒精發酵工業進行改造，實現酒精發酵的低成本和高效率是目前亟待解決的問題。
經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利號為CN92109880.4，名稱為多層分隔式生物反應器及該反應器用於發酵玉米醪生產酒精工藝，該專利自述為一種分隔式生物反應器是在發酵罐中有由金屬或硬質塑料及樹脂等材料制的篩網粒子筐，粒子筐中放入固定化酵母凝膠體，當採用多層粒子筐時，各層粒子筐之間應有一定間隔，利用這種反應器，採用固定化細胞技術，由玉米醪生產酒精的工藝是選擇聚乙烯醇為載體而製成固定化增殖酵母凝膠體，在發酵溫度為35～40℃，pH值為3.5～6.0的條件下進行發酵，其操作簡單，反應速度快，發酵周期短，易控制，汙染少，酵母活性壽命長。該專利雖然也是利用固化酵母技術發酵製取酒精，但僅在傳統的酒精發酵工藝基礎上做了一定的工藝改進。雖然其發酵速率較傳統酒精發酵的發酵速度快，然而它的不足之處在於，在發酵罐中將固定化酵母粒子固定在一個篩網的粒子筐中，固定化酵母粒子不隨發酵液運動，使得粒子的分散性差，發酵過程中發酵液與粒子之間的傳質速率不高，沒有充分利用固定化酵母粒子菌體密度高的優點，沒有達到固定化粒子酒精發酵應有的發酵速度。同時在發酵過程中，發酵副產物二氧化碳沒有循環利用。

發明內容
本發明針對現有技術的不足和缺陷，提供一種固定化酵母生物酒精發酵系統，把三相流化床技術和固定化酵母發酵技術有機結合起來，使其克服了目前發酵系統的不足，具有固定化酵母粒子與發酵液充分接觸、發酵速度快、發酵產生的二氧化碳可以循環利用、能耗低等優點，而且發酵過程易於操作和控制。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括空氣淨化系統、發酵液流加系統、固定化酵母流化床發酵反應器系統、二氧化碳循環系統和發酵醪液收集系統。空氣淨化系統用橡膠管或金屬管連接於固定化酵母流化床發酵反應器系統下部；發酵液流加系統用橡膠管或金屬管連接於固定化酵母流化床反應器系統的中部；二氧化碳循環系統用橡膠管或金屬管從與固定化酵母流化床發酵反應器系統的頂部連出，並從固定化酵母流化床反應器系統的下部接入，構成二氧化碳氣體循環氣路；發酵醪液收集系統通過橡膠管或金屬管分別連接在固定化酵母流化床發酵反應器系統上部和二氧化碳循環系統的中間部位；在此五個系統中，固定化酵母流化床發酵反應器系統是發酵的主功能區，空氣淨化系統和二氧化碳循環系統為整個固定化酵母生物酒精發酵系統的運轉提供氣體動力和發酵環境，發酵液流加系統為整個固定化酵母生物酒精發酵系統的運轉提供液體動力和發酵原料，發酵醪液收集系統則主要用於收集固定化酵母流化床發酵反應器系統中發酵成熟的醪液，同時還可以用於收集二氧化碳循環系統中冷凝分離出來的酒精溶液。
空氣淨化系統包括空氣過濾器、旋風分離器、空氣壓縮機、貯氣罐和氣體流量計。空氣過濾器由管路通過旋風分離器連接到空氣壓縮機上，再經貯氣罐和氣體流量計連接到固定化酵母流化床發酵反應器系統的下部。通過該系統可以獲得無菌空氣供酒精發酵前酵母的增殖之用。
發酵液流加系統包括低位貯料罐、單向自吸泵、高位貯料罐和流量計。低位貯料罐和高位貯料罐分別用支架支撐，且高位貯料罐的位置要略高於固定化酵母流化床發酵反應器系統。低位貯料罐通過管路與單向自吸泵相連，單向自吸泵通過管路連接到高位貯料罐上，再經流量計由管路連接到固定化酵母流化床發酵反應器系統中部。
固定化酵母流化床發酵反應器系統包括貯氣室、貯醪室、三段紡錘形發酵體。貯氣室、三段紡錘形發酵體和貯醪室三部分由下至上連接而成。貯氣室頂部與三段發酵體底部垂直連接，三段紡錘形發酵體頂部與貯醪室底部垂直連接。
貯氣室由圓柱體、圓錐體、進氣口、排汙口和氣體分布板組成。圓柱體和圓錐體上下連接；在圓柱體的頂部設有氣體分布板，側面設有進氣口；在圓錐體底部錐口處設有排汙口。
三段紡錘形發酵體由第一紡錘形發酵單元、第二紡錘形發酵單元和第三紡錘形發酵單元組成，三者從下至上順次垂直連接。第一紡錘形發酵單元由錐柱聯體、開口圓錐體、取樣口、傳感器口、左進料管、右進料管和固定化酵母粒子進口組成。錐柱聯體連接在開口圓錐體的上面，在第一紡錘體發酵單元的錐柱聯體上設有一個傳感器口和一個固定化酵母粒子進口(此進口同時還可以作為溫度計檢測插口)，同時在開口圓錐體的錐側面上設有取樣口，沿開口圓錐體側面的切向連接左進料管和右進料管；第二、三紡錘形發酵單元和第一發酵單元的構造相同，只是在其開口圓錐體的側面不設置左進料管、右進料管。
貯醪室由內導管、外導管、真空表口、出氣口、出料口、上篩板和下篩板組成。外導管頂部密封並設有真空表口和出氣口，側面下部設有出料口，內導管頂部與上篩板粘接、內導管底部與下篩板粘接，內、外導管同心布置。
通過該系統使固定化酵母粒子與發酵液充分接觸，快速反應，使發酵反應易於進行。並可以將發酵成熟的發酵液、發酵產生的二氧化碳氣體和固定化酵母粒子三相分離，二氧化碳氣體可循環利用，固定化酵母粒子用於連續發酵，發酵成熟的發酵液收集在發酵醪液收集系統中。
二氧化碳循環系統包括排管冷凝器、氣液分離器、冷卻淨化罐、空氣壓縮機、二氧化碳貯氣罐以及氣體流量計。固定化酵母流化床發酵反應器系統的頂部通過管路與排管冷凝器連接，排管冷凝器由管路順次連接到氣液分離器、冷卻淨化罐、空氣壓縮機、二氧化碳貯氣罐和氣體流量計上，最後連接至固定化酵母流化床發酵反應器系統的下部，這樣形成了一套完整的二氧化碳循環系統。通過此系統發酵產生的副產物二氧化碳經冷凝、淨化、滅菌後可循環供發酵階段使用。
發酵醪液收集系統包括貯醪罐、進醪口、出醪口和排氣口。進醪口焊接在貯醪罐的頂部，出醪口焊接在貯醪罐側面下部，排氣口焊接在貯醪罐側面上部。該系統的主要功用是收集發酵成熟的醪液和酒精蒸汽冷凝下來的液體。
本發明具有實質性特點和顯著性進步，本發明具有發酵的連續、高效和穩定等特點，空氣淨化系統可以為固定化酵母粒子增殖階段提供無菌空氣，同時也可以為固定化酵母粒子和發酵液的流化提供動力；發酵液流加系統在提供進料功能的同時，通過發酵液的流加補料的流速還可以為發酵液提供另外一種流化動力；固定化酵母流化床發酵反應器系統一方面為發酵提供空間，另一方面還具有將成熟的發酵液、固定化酵母粒子和發酵生成的二氧化碳分離的功能；二氧化碳循環系統可以充分的利用發酵過程的發酵副產物二氧化碳，為發酵階段固定化酵母流化床發酵反應器系統內發酵液提供流化動力和厭氧環境。
綜上所述，本發明具有系統結構簡單、發酵速度快、發酵系統效率較高、原料的利用率高等優點，同時，在工業化生產中能耗較低、佔地面積較少。


圖1為本發明結構示意圖；圖2為本發明空氣淨化系統結構示意圖；圖3為本發明發酵液流加系統結構示意圖；圖4為本發明固定化酵母流化床發酵反應器系統結構示意圖；圖5為本發明二氧化碳循環系統結構示意圖；圖6為本發明發酵醪液收集系統結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明包括空氣淨化系統1、發酵液流加系統2、固定化酵母流化床發酵反應器系統3、二氧化碳循環系統4和發酵醪液收集系統5。空氣淨化系統1用橡膠管或金屬管連接於固定化酵母流化床反應器系統3的下部，通過空氣淨化系統1獲取的無菌空氣由固定化酵母流化床發酵反應器系統3底部鼓入，為固定化酵母在發酵前的增殖過程提供流化動力，同時為酵母的增殖提供有氧環境；發酵液流加系統2通過橡膠管或金屬管連接到固定化酵母流化床反應器系統3的中部，將製備好的無菌發酵液體通過發酵液流加系統2加入固定化酵母流化床反應器系統3中，為整個固定化酵母生物酒精發酵系統的運轉提供發酵原料和流化動力；固定化酵母流化床發酵反應器系統3為發酵過程提供發酵空間並分離成熟的發酵液、發酵產生的二氧化碳和固定化酵母粒子；二氧化碳循環系統4用橡膠管或金屬管從固定化酵母流化床發酵反應器系統3的頂部連出，並從固定化酵母流化床發酵反應器系統3的下部接入，構成二氧化碳氣體循環氣路，在發酵過程中由固定化酵母發酵反應器系統3頂部排出的二氧化碳氣體通過二氧化碳循環系統4的冷凝、淨化、乾燥、滅菌後，使其處於乾燥無菌狀態，再由固定化酵母流化床反應器3下部鼓入，為固定化酵母的發酵過程提供流化動力和厭氧的發酵環境。
如圖2所示，空氣淨化系統1包括空氣過濾器6、旋風分離器7、空氣壓縮機8、貯氣罐9和氣體流量計10。空氣過濾器6、旋風分離器7、空氣壓縮機8、貯氣罐9和氣體流量計10分別通過橡膠管或金屬管順次連接。在空氣壓縮機8的作用下，空氣經過空氣過濾器6過濾濾除部分水蒸汽和大的顆粒物，由管路通過旋風分離器7將空氣中的細小塵粒旋風沉積到其底部，無塵的空氣通過空氣壓縮機8被迅速壓縮滅菌獲得無菌空氣，再經貯氣罐9冷凝和氣體流量計10通入固定化酵母流化床發酵反應器系統3。
如圖3所示，發酵液流加系統3包括低位貯料罐11、單向自吸泵12、高位貯料罐13和流量計14。低位貯料罐11和高位貯料罐13用支架安置至一定高度，同時低位貯料罐11用橡膠管或金屬管連接到單向自吸泵12上，單向自吸泵12用橡膠管或金屬管與高位貯料罐13連接，高位貯料罐13和流量計14用橡膠管或金屬管連接。無菌的發酵液貯存在低位貯料罐11中，通過單向自吸泵12的作用，將發酵液泵入高位貯料罐13，發酵液在重力的作用下經流量計14通過管路流加到固定化酵母流化床發酵反應器系統3。
如圖4所示，固定化酵母流化床發酵反應器系統3包括貯氣室15、三段紡錘形發酵體17、貯醪室19。由下至上，貯氣室15頂部與三段紡錘形發酵體17底部垂直連接，三段紡錘形發酵體17頂部與貯醪室19底部垂直連接。三段紡錘形發酵體17由第一紡錘形發酵單元32、第二紡錘形發酵單元33和第三紡錘形發酵單元34組成。三者由下至上垂直布置，第一紡錘形發酵單元32的頂部與第二紡錘形發酵單元33的底部連接，第二紡錘形發酵單元33的頂部與第三紡錘形發酵單元34底部連接，連接方式可以根據反應器製作的材質不同，選用粘結、焊接或法蘭連接。
貯氣室15由圓錐體55、圓柱體54、氣體分布板53、進氣口16和排汙口56組成。在豎直方向上圓柱體54連接於圓錐體55上，在圓柱體54側面中部設有進氣口16，在圓錐體55底部設有排汙口56。淨化後的空氣或者二氧化碳由進氣口16鼓入貯氣室15，氣流經氣體分布板53均勻分布後，為三段紡錘形發酵體17內發酵液的流化提供動力。發酵過程中從氣體分布板53漏出的少量發酵液，聚集在貯氣室15的底部並由從排汙口56排出。
第一紡錘形發酵單元32由左進料管18、傳感器口35、固定化酵母粒子進口49、錐柱聯體50、開口圓錐體51、取樣口52、右進料管59組成。錐柱聯體50連接在開口圓錐體51的上面，構成了第一紡錘形發酵單元32的主要外形特徵；在第一紡錘形發酵單元32的錐柱聯體50側面上設有固定化酵母粒子進口49和傳感器口35，在開口圓錐體51的側面設有取樣口52。傳感器口35供安裝傳感器用，取樣口52供取樣使用，固定化酵母粒子進口49供發酵前向三段紡錘形發酵體17內添加固定化酵母粒子和發酵時溫度計的插口之用。左進料管18和右進料管59對稱分布並沿切向連接在開口圓錐體51側面，通過發酵液的流加可使發酵液沿第一紡錘形發酵單元32的內器壁作圓周運動。
第二紡錘形發酵單元33和第三紡錘形發酵單元34分別由傳感器口36、37、固定化酵母粒子進口45、41、取樣口48、44、錐柱聯體46、42和開口圓錐體47、43組成。傳感器口36、37、固定化酵母粒子進口45、41、取樣口48、44、錐柱聯體46、42和開口圓錐體47、43的分布、連接和功用均與第一紡錘形發酵單元32相同，只是在其開口圓錐體47、43的側面不設置進料管。
貯醪室19由出料口20、出氣口21、真空表口38、外導管39、內導管40、下篩板57和上篩板58組成。內導管40連接在外導管39內部中心部位，內導管40兩端用下篩板57和上篩板58粘結，出料口20連接在外導管39側面下部，出氣口21連接在外導管39頂部的圓心位置，真空表口38連接在外導管39頂部非圓心位置。
氣體由固定化酵母流化床發酵反應器系統3的下部進氣口16鼓入貯氣室15，並形成一定的氣體壓力，氣流在壓力作用下進入三段紡錘形發酵體17推動發酵液和其中的固定化酵母粒子流化，同時，發酵液從三段紡錘形發酵體17下部左進料管18和右進料管59流加入反應器內，沿反應器器壁形成切向的流化動力，氣流和液體的流化動力結合，使發酵液和固定化酵母粒子在三段紡錘形發酵體17中形成良好的流態化，發酵成熟的發酵液進入貯醪室19，貯醪室19將固定化酵母粒子和成熟發酵液以及二氧化碳分離，將固定化粒子保留在三段紡錘形發酵體17內供繼續發酵，成熟發酵液貯存在貯醪室19，然後被收集到發酵醪液收集系統中，二氧化碳從出氣口21排出，供淨化循環使用。
如圖5所示，二氧化碳循環系統4包括排管冷凝器22、氣液分離器23、冷卻淨化罐24、空氣壓縮機25、二氧化碳貯氣罐26以及氣體流量計27。排管冷凝器22、氣液分離器23、冷卻淨化罐24、空氣壓縮機25、二氧化碳貯氣罐26以及氣體流量計27通過橡膠管或金屬管順次連接。發酵反應生成的二氧化碳氣體經固定化酵母流化床發酵反應器系統3的出氣口21排出，通過排管冷凝器22，在其中經過冷凝將二氧化碳中的水蒸汽和酒精蒸汽與二氧化碳氣體部分分離，接下來，二氧化碳氣體進入氣液分離器23，將水蒸汽和酒精蒸汽完全冷凝，冷凝液體由底部排出至發酵醪液收集系統5，二氧化碳氣體進入冷卻淨化罐24進行乾燥，由空氣壓縮機25經壓縮滅菌後進入二氧化碳貯氣罐26，並通過氣體流量計27通入固定化酵母流化床發酵反應器系統3。
如圖6所示，發酵醪液收集系統包括貯醪罐28、進醪口29、出醪口30和排氣口31。進醪口29焊接在貯醪罐28的頂部，出醪口30焊接在貯醪罐28的側面下部，排氣口31焊接在貯醪罐28的側面上部。固定化酵母流化床發酵反應器系統3中發酵成熟的醪液和二氧化碳循環系統4冷凝分離的酒精溶液通過管路流入貯醪罐28中。
本發明用於發酵時，首先開啟空氣淨化系統1中的空氣壓縮機8，使空氣通過空氣過濾器6濾除其中的部分水蒸汽和較大的顆粒物，過濾後的空氣通過旋風分離器7除去其中的細小塵粒，此後，將空氣壓縮機8迅速壓縮後所獲得的無菌空氣通入貯氣罐9，並在貯氣罐9中緩衝、冷凝後經氣體流量計10通過固定化酵母流化床發酵反應器系統3的進氣口16鼓入貯氣室15；將固定化酵母粒子添加到三段紡錘形發酵體17，然後，開啟發酵液流加系統3的單相自吸泵12，將滅菌後的發酵液從低位貯料罐11提升至高位貯料罐13，發酵液在重力作用下，經流量計14通過左進料管18和右進料管59加入三段紡錘形發酵體17。此後即為固定化酵母粒子的增殖階段。
在固定化酵母粒子增殖階段，開啟二氧化碳循環系統4的空氣壓縮機25，並連續地通過空氣淨化系統1和發酵液流加系統2向固定化酵母流化床發酵反應器系統3通入無菌空氣和發酵液。此時增殖產生的二氧化碳、未被固定化酵母粒子增殖利用的空氣和水蒸汽一起在空氣壓縮機25的作用下由固定化酵母流化床發酵反應器系統3的出氣口21排出，經排管冷凝器22冷凝，再經氣液分離器23將氣體和冷凝下來的液體分離，氣體經冷卻淨化罐24淨化後，由空氣壓縮機25迅速壓縮滅菌並貯存在二氧化碳貯氣罐26中。增殖後的發酵液從貯醪室19流出，通過發酵醪液收集系統5的進醪口29流入貯醪罐28中。過一段時間後，關閉空氣淨化系統1，將二氧化碳貯氣罐26中貯存的二氧化碳和空氣通入固定化酵母流化床發酵反應器系統3的進氣口16。隨著增殖反應的進行，空氣中的氧氣不斷耗盡，在固定化酵母流化床發酵反應器系統3中逐漸形成厭氧環境，即進入發酵階段。
在發酵階段，發酵液流加系統2和二氧化碳循環系統4繼續保持開啟狀態，發酵液不斷的加入固定化酵母流化床發酵反應器系統3的三段紡錘形發酵17內，在厭氧條件下，固定化酵母粒子中的酵母與發酵液進行劇烈的酒精發酵反應，發酵成熟的發酵液逐漸進入貯醪室19，然後，從貯醪室19流出，通過發酵醪液收集系統5的進醪口29流入貯醪罐28中。同時，固定化酵母粒子保留在三段紡錘形發酵體17內。發酵產生的二氧化碳氣體和酒精蒸汽經排管冷凝器22冷凝，再經氣液分離器23將氣體和冷凝下來的液體分離，氣體經冷卻淨化罐24淨化後，由空氣壓縮機25被迅速壓縮滅菌後貯存在二氧化碳貯氣罐26中，通過氣體流量計27流入固定化酵母流化床發酵反應器系統3的進氣口16。在二氧化碳循環系統4中冷凝分離出來的酒精溶液被定期的排放至發酵醪液收集系統5的貯醪罐28中。
權利要求
1.一種固定化酵母生物酒精發酵系統，包括空氣淨化系統(1)、發酵液流加系統(2)、固定化酵母流化床發酵反應器系統(3)、二氧化碳循環系統(4)和發酵醪液收集系統(5)，其特徵在於，空氣淨化系統(1)通過橡膠管或金屬管連接到固定化酵母流化床反應器系統(3)的下部，發酵液流加系統(2)通過橡膠管或金屬管連接到固定化酵母流化床反應器系統(3)的中部，二氧化碳循環系統(4)通過橡膠管或金屬管從固定化酵母流化床發酵反應器系統(3)的頂部連出，並從固定化酵母流化床發酵反應器系統(3)的下部連入，發酵醪液收集系統(5)通過橡膠管或金屬管連接到固定化酵母流化床反應器系統(3)的上部和二氧化碳循環系統(4)的中間部位。
2.根據權利要求1所述的固定化酵母生物酒精發酵系統，其特徵是，空氣淨化系統(1)包括空氣過濾器(6)、旋風分離器(7)、空氣壓縮機(8)、貯氣罐(9)和氣體流量計(10)，這五個部件通過橡膠管或金屬管順次連接。
3.根據權利要求1所述的固定化酵母生物酒精發酵系統，其特徵是，發酵液流加系統(3)包括低位貯料罐(11)、單向自吸泵(12)、高位貯料罐(13)和流量計(14)，低位貯料罐(11)和高位貯料罐(13)用支架安置至一定高度，同時低位貯料罐(11)用橡膠管或金屬管連接到單向自吸泵(12)上，單向自吸泵(12)用橡膠管或金屬管與高位貯料罐(13)連接，高位貯料罐(13)和流量計(14)用橡膠管或金屬管連接。
4.根據權利要求1所述的固定化酵母生物酒精發酵系統，其特徵是，固定化酵母流化床發酵反應器系統(3)包括貯氣室(15)、三段紡錘形發酵體(17)、貯醪室(19)，由下至上，貯氣室(15)頂部與三段紡錘形發酵體(17)底部垂直連接，三段紡錘形發酵體(17)頂部與貯醪室(19)底部垂直連接；三段紡錘形發酵體(17)由第一紡錘形發酵單元(32)、第二紡錘形發酵單元(33)和第三紡錘形發酵單元(34)組成，三者由下至上垂直布置，第一紡錘形發酵單元(32)的頂部與第二紡錘形發酵單元(33)的底部連接，第二紡錘形發酵單元(33)的頂部與第三紡錘形發酵單元(34)底部連接。
5.根據權利要求4所述的固定化酵母流化床發酵反應器系統，其特徵是，貯氣室(15)由進氣口(16)、氣體分布板(53)、圓柱體(54)、圓錐體(55)和排汙口(56)組成，在豎直方向上圓柱體(54)連接於圓錐體(55)上，在圓柱體(54)側面中部設有進氣口(16)，在圓錐體(55)底部設有排汙口(56)。
6.根據權利要求4所述的固定化酵母生物酒精發酵系統，其特徵是，第一紡錘形發酵單元(32)由左進料管(18)、傳感器口(35)、固定化酵母粒子進口(49)、錐柱聯體(50)、開口圓錐體(51)、取樣口(52)、右進料管(59)組成，錐柱聯體(50)連接在開口圓錐體(51)的上面，在第一紡錘形發酵單元(32)的錐柱聯體(50)側面上設有固定化酵母粒子進口(49)和傳感器口(35)，在開口圓錐體(51)的側面設有取樣口(52)，左進料管(18)和右進料管(59)對稱分布並沿切向連接在開口圓錐體(51)側面。
7.根據權利要求4所述的固定化酵母生物酒精發酵系統，其特徵是，第二紡錘形發酵單元(33)和第三紡錘形發酵單元(34)分別由傳感器口(36、37)、固定化酵母粒子進口(45、41)、取樣口(48、44)、錐柱聯體(46、42)和開口圓錐體(47、43)組成，傳感器口(36、37)、固定化酵母粒子進口(45、41)、取樣口(48、44)、錐柱聯體(46、42)和開口圓錐體(47、43)的分布、連接和功用均與第一紡錘形發酵單元(32)相同，只是在開口圓錐體(47、43)的側面省略左、右進料管。
8.根據權利要求4所述的固定化酵母生物酒精發酵系統，其特徵是，貯醪室(19)由出料口(20)、出氣口(21)、真空表口(38)、外導管(39)、內導管(40)、下篩板(57)和上篩板(58)組成，內導管(40)連接在外導管(39)內部中心部位，內導管(40)兩端用下篩板(57)和上篩板(58)粘結，出料口(20)連接在外導管(39)側面下部，出氣口(21)連接在外導管(39)頂部的圓心位置，真空表口(38)連接在外導管(39)頂部非圓心位置。
9.根據權利要求1所述的固定化酵母生物酒精發酵系統，其特徵是，二氧化碳循環系統(4)包括排管冷凝器(22)、氣液分離器(23)、冷卻淨化罐(24)、空氣壓縮機(25)、二氧化碳貯氣罐(26)以及氣體流量計(27)，這六個部件通過橡膠管或金屬管順次連接。
10.根據權利要求1所述的固定化酵母生物酒精發酵系統，其特徵是，發酵醪液收集系統(5)包括貯醪罐(28)、進醪口(29)、出醪口(30)和排氣口(31)，進醪口(29)焊接在貯醪罐(28)的頂部，出醪口(30)焊接在貯醪罐(28)的側面下部，排氣口(31)焊接在貯醪罐(28)的側面上部。
全文摘要
一種生物工程技術領域的固定化酵母生物酒精發酵系統，包括空氣淨化系統、發酵液流加系統、固定化酵母流化床發酵反應器系統、二氧化碳循環系統和發酵醪液收集系統，空氣淨化系統用橡膠管或金屬管連接到固定化酵母流化床反應器系統的下部，發酵液流加系統用橡膠管或金屬管連接到固定化酵母流化床反應器系統的中部，二氧化碳循環系統用橡膠管或金屬管從固定化酵母流化床發酵反應器系統的頂部連出，並從固定化酵母流化床發酵反應器系統的下部連入，發酵醪液收集系統用橡膠管或金屬管連接到固定化酵母流化床反應器系統的上部和二氧化碳循環系統的中間部位。本發明具有系統結構簡單、發酵速度快、發酵系統效率較高、原料的利用率高等優點，同時，在工業化生產中能耗較低、佔地面積較少。
文檔編號C12P7/06GK1840646SQ20061002345
公開日2006年10月4日 申請日期2006年1月19日 優先權日2006年1月19日
發明者劉榮厚, 沈飛 申請人:上海交通大學