一種節能環保的曲酸生產系統的製作方法

2023-06-10 13:13:06 1

本發明屬於生物工程領域，特別是涉及一種節能環保的曲酸生產系統。

背景技術：

曲酸是一種重要的有機酸，廣泛應用於化妝品、食品加工、醫藥、農業等領域。特別是在食品加工領域，由於其安全無毒，作為理想的多酚氧化酶抑制劑，最具應用前景。微生物發酵是曲酸工業化生產的主要途徑，微生物發酵是指利用微生物的生長代謝活動，在適宜的條件下，將原料經過特定的代謝途徑轉化為人類所需要的產物的過程。有氧微生物發酵生產工藝中對溫度、溼度、空氣潔淨度、溶氧量、精製純化工藝等都有嚴格的要求，且設備複雜，技術控制手段也各異，該生產行業普遍存在高能耗、高汙染的問題。

工業化生產中，冷凝用水的使用，原則上需要循環利用來實現環保、節約用水和降低成本的目的。但在實際操作過程中，由於冷凝水需要降溫、處理後才能再次使用，因而使得設備更加複雜、成本再次提高。

技術實現要素：

本發明的目的在於：為克服現有生物發酵技術中處理設備複雜，耗能高，汙染環境的問題，提供一種節能環保的曲酸生產系統。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：一種節能環保的曲酸生產循環系統是結合工業微生物發酵，包含空氣控制、溫度控制、連續濃縮、母液回收和廢物利用。空氣控制是指有氧發酵工藝中氧的來源、淨化和溶氧，包括壓縮空氣供氧、冷凝除水、升溫過濾淨化、攪拌和消泡溶氧；溫度控制是冷凝水循環井室控溫，包含餘熱的再利用和地下冷卻；連續濃縮是三效連續進樣蒸發，進料溫度為25℃-30℃，出料溫度為60℃-70℃，真空度為-0.04~-0.08mpa,蒸汽壓為0.5mpa；母液回收是母液預處理後回收，包括母液在地表下低溫井室中靜置12~24小時，使其進一步冷卻析出曲酸，濾網過濾，以免堵塞進一步循環濃縮中的管道；廢物利用是指發酵液採用板框壓濾後的固體物料的利用，包括菌絲體、蛋白和培養基中其它固體物作為動物飼料。

進一步地，消泡溶氧是發酵罐上部設有消泡劑儲存器，儲存器配有監控模塊和計量模塊，具有實時檢測和精準添加的功能；

進一步地，冷凝水循環井室包含緩存井室、過濾裝置、冷卻管道、循環泵和貯存井室，緩存井室的出水口處安裝有過濾裝置，緩存井室的出水口與冷卻管道的進水段連接，冷卻管道的出水段安裝有循環泵並通向貯存井室，冷卻管道的冷卻段安裝在緩存井室和貯存井室之間的地表以下，利用地下溫度自然降溫。設置緩存井室，方便對用過的冷凝水進行預處理，將其中的沉澱、雜質除去，以防腐蝕或堵塞冷卻管道；冷卻管道設置為多層、蛇形排布，增大與地下冷源接觸面積，加強降溫效果，也可設置流量調節閥，根據需要調節流量大小，間接調整冷卻溫度。總之，循環井室是生物發酵生產中，以冷凝水為介質的熱量交換體系。

由於採用了上述方案，本發明的有益效果在於：設備結構簡單、運行高效、節能環保、水資源循環利用、成本低。

附圖說明

圖1是節能冷凝水循環井室的結構示意圖。

附圖標記：1-緩存井室，11-出水口，12-排汙口，2-過濾裝置，3-冷卻管道，31-冷卻段，32-進水段，33-出水段，34-流量調節閥，4-循環泵，5-貯存井室，6-二級冷卻井室。

具體實施方式

下面將結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例1：節水節能循環體系

一、地下溫度自然降溫（地下水資源）:

結合圖1，節能冷凝水循環井室，包含緩存井室1、過濾裝置2、冷卻管道3、循環泵4和貯存井室5，所述緩存井室1的出水口處安裝有過濾裝置2，過濾裝置2的濾芯材料為聚丙烯棉或顆粒活性炭，將冷卻水中的顆粒物和雜質過濾，以防腐蝕和堵塞冷卻管道3，緩存井室1的出水口11與冷卻管道3的進水段32連接，冷卻管道3的進水段32設有流量調節閥34，冷卻管道3的出水段33安裝有循環泵4並通向貯存井室5；所述冷卻管道3的冷卻段31安裝在緩存井室1和貯存井室5之間的地表以下。

本實施例中，還包含二級冷卻井室6，所述二級冷卻井室6與貯存井室5連通。二級冷卻井室6內設有製冷裝置，二級冷卻井室6外包有保溫層。將貯存井室5中的冷凝水根據需要輸送至二級冷卻井室6中進行再次降溫，並保溫備用。

本實施例中所述冷卻段31設置在地表以下0.5～1.5米處，冷卻段31為多層水平排布的管道，每層管道均呈蛇形排列，增加冷卻面積和冷卻時間。

本實施例中所述緩存井室1的底部設有排汙口12，方便檢修和清理。

使用過的冷卻水在緩存井室1中進行預處理，如：初步降溫、靜置分離雜質、排放被汙染無法使用的水。緩存井室1預處理過的水通過過濾裝置2過濾後通過冷卻管道3的進水段32進入冷卻段31，通過地表下的溫差自然冷卻後從出水段33流出，由循環泵4打入貯存井室5中再次利用。需要供給冷凍水等對溫度需求較高的設備時，將部分貯存井室5中的水輸送至二級冷卻井室6中再次冷卻到所需溫度。

二、冷凝水循環系統作業：

1.冷卻系（出水）

（1）空氣淨化過程中的冷凝除水。

（2）發酵罐溫度控制（發酵時會產生大量的熱）。

（3）濃縮液降溫結晶、重結晶。

（4）蒸餾時的冷卻。

2.回收餘熱再利用（回水）

（1）壓縮空氣經冷卻罐冷卻除水及過濾淨化後的合格空氣，在進入發酵罐時必須保持在25℃~28℃，空氣需要加熱至此溫度。

（2）減壓蒸餾濃縮時，溫度控制在45℃~70℃，此時利用回收的餘熱（熱水或水蒸氣）。

（3）曲酸精製---重結晶（熱水溶解）。

三、節水:

1.曲酸發酵液濃縮，蒸餾水回收利用。

2.結晶、重結晶水（母液濃縮）水回收利用。

3.壓濾機中的菌絲體濾層，用水充分洗滌使曲酸充分析出，合併洗液，濃縮，水回收循環利用。