專利名稱：一種固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)酵裝置，具體涉及一種固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)間歇式發(fā)酵的各個(gè)階段全都在一個(gè)發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行，其缺點(diǎn)是發(fā)酵周期長(zhǎng)，管理分散，不便于自動(dòng)化。針對(duì)這些問(wèn)題，人們經(jīng)過(guò)過(guò)反復(fù)研究，產(chǎn)生了連續(xù)發(fā)酵的新技術(shù)。連續(xù)發(fā)酵是在發(fā)酵罐內(nèi)連續(xù)不斷地流加培養(yǎng)液，同時(shí)又連續(xù)不斷地排出發(fā)酵液， 使發(fā)酵罐中的微生物一直維持在生長(zhǎng)加速期，同時(shí)又降低了代謝產(chǎn)物的積累，培養(yǎng)液濃度和代謝產(chǎn)品含量具有相對(duì)的穩(wěn)定性，微生物在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中始終維持在穩(wěn)定狀態(tài)，細(xì)胞處于均質(zhì)狀態(tài)。這樣就可縮短了發(fā)酵周期，提高了設(shè)備的利用率。在糖蜜連續(xù)發(fā)酵時(shí)，酵母隨著醪液流動(dòng)，強(qiáng)力的酵母也流到最后階段，減少殘?zhí)欠?，提高了發(fā)酵率，一般發(fā)酵率可達(dá)到85 % 89 %。采用高濃度糖液成熟醪含酒可達(dá)到9 10%。很大程度節(jié)約了大量的水、壓縮空氣和燃料，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。淀粉質(zhì)原料制酒精連續(xù)發(fā)酵時(shí)從間歇發(fā)酵時(shí)間65 70h，縮短為55h。經(jīng)查定提高設(shè)備利用率20%左右。發(fā)酵率可達(dá)92.5%，淀粉出酒率達(dá)55.6%。減少了雜菌的感染和酒分的損失。為酒精生產(chǎn)過(guò)程的全部連續(xù)化、自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。固定化細(xì)胞生物反應(yīng)器由于集中了高濃度細(xì)胞，可提高生物反應(yīng)速度，縮短生產(chǎn)周期；能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物與底物的及時(shí)分離；生產(chǎn)過(guò)程中可避免雜菌的污染等。固定化細(xì)胞生物反應(yīng)器分為填充床、流化床、懸浮床、中空纖維式、膜式及管式等幾種，但都存在有不同程度的缺陷，如填充床固定化細(xì)胞反應(yīng)器的混合度較差；流化床反應(yīng)器難于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，且費(fèi)用較高；懸浮床生物反應(yīng)器不易于生產(chǎn)放大，費(fèi)用較高；多層分隔式生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 制備成本較高，以上幾種方式都不能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)了自動(dòng)化控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、發(fā)酵時(shí)間短、費(fèi)用低及雜菌污染較小的優(yōu)點(diǎn)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為一種固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置，包括調(diào)糖設(shè)備1，調(diào)糖設(shè)備1通過(guò)循環(huán)管路5、定量蠕動(dòng)泵6與柱式反應(yīng)器2的入口相連，柱式反應(yīng)器2的出口和酒液回收設(shè)備3的入口連接，柱式反應(yīng)器2及酒液回收設(shè)備3的二氧化碳排除管道與尾氣回收裝置4連接，固定化酵母置于柱式反應(yīng)器2篩網(wǎng)中，調(diào)糖設(shè)備1、柱式反應(yīng)器2、酒液回收設(shè)備3、尾氣回收裝置4、定量蠕動(dòng)泵6的控制端和控制系統(tǒng)7連接。所述的柱式反應(yīng)器2采用兩級(jí)以上，相鄰柱式反應(yīng)器2之間設(shè)有蠕動(dòng)泵。所述的柱式反應(yīng)器2為上下法蘭13連接的筒體10，筒體10頂部設(shè)有第一壓力表12，并設(shè)有第一二氧化碳出口 11，上部設(shè)有第一出料口 14，下部設(shè)有定量蠕動(dòng)泵進(jìn)料口 9， 反應(yīng)器中內(nèi)置一篩網(wǎng)16，篩網(wǎng)16側(cè)面連接有第一傳感器15。所述的調(diào)糖設(shè)備1設(shè)有加熱裝置20和冷卻裝置22，其筒體上部設(shè)有攪拌器18，并設(shè)有第二壓力表17和進(jìn)料口 19，筒體底部設(shè)有第二出料口 8，中部連接有第二傳感器21。本實(shí)用新型采用多級(jí)柱式生物反應(yīng)器系統(tǒng)，將固定化酵母細(xì)胞置于反應(yīng)器中，多級(jí)串聯(lián)形成固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置，使酒精生產(chǎn)成本降低30%，設(shè)備利用率提高50%以上，酒精度提高到14%以上，周期縮短到9-14h，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、發(fā)酵時(shí)間短、費(fèi)用低及雜菌污染較小的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型柱式反應(yīng)器2結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型調(diào)糖設(shè)備1結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)描述。參照?qǐng)D1，一種固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置，包括調(diào)糖設(shè)備1，調(diào)糖設(shè)備1通過(guò)循環(huán)管路5、定量蠕動(dòng)泵6與柱式反應(yīng)器2的入口相連，柱式反應(yīng)器2的出口和酒液回收設(shè)備3的入口連接，柱式反應(yīng)器2及酒液回收設(shè)備3的二氧化碳排除管道與尾氣回收裝置 4連接，固定化酵母置于柱式反應(yīng)器2篩網(wǎng)中，調(diào)糖設(shè)備1、柱式反應(yīng)器2、酒液回收設(shè)備3、 尾氣回收裝置4、定量蠕動(dòng)泵6的控制端和控制系統(tǒng)7連接。所述的柱式反應(yīng)器2采用兩級(jí)以上，相鄰柱式反應(yīng)器2之間設(shè)有蠕動(dòng)泵。參照?qǐng)D2，所述的柱式反應(yīng)器2為上下法蘭13連接的筒體10，筒體10頂部設(shè)有第一壓力表12，并設(shè)有第一二氧化碳出口 11，上部設(shè)有第一出料口 14，下部設(shè)有定量蠕動(dòng)泵進(jìn)料口 9，反應(yīng)器中內(nèi)置一篩網(wǎng)16，篩網(wǎng)16側(cè)面連接有第一傳感器15。參照?qǐng)D3，所述的調(diào)糖設(shè)備1設(shè)有加熱裝置20和冷卻裝置22，其筒體上部設(shè)有攪拌器18，并設(shè)有第二壓力表17和進(jìn)料口 19，筒體底部設(shè)有第二出料口 8，中部連接有第二傳感器21。本實(shí)用新型的工作原理為先將固定化酵母細(xì)胞置于柱式反應(yīng)器2中的篩網(wǎng)上，然后將表觀糖度為20勃力克斯的糖化液泵入調(diào)糖設(shè)備1中，調(diào)糖設(shè)備1溫度控制在^°c，預(yù)熱后的糖液進(jìn)入第一個(gè)柱式反應(yīng)器2中，然后再將第一個(gè)柱式反應(yīng)器中的糖液通過(guò)蠕動(dòng)泵泵入到二、三、四柱式反應(yīng)器2中，控制流速并在柱式反應(yīng)器2通入無(wú)菌空氣，然后進(jìn)行酒精發(fā)酵，成熟酒液和酒精發(fā)酵過(guò)程中回收的酒精返回到酒液回收設(shè)備3中。
權(quán)利要求1.一種固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置，包括調(diào)糖設(shè)備(1)，其特征在于調(diào)糖設(shè)備 (1)通過(guò)循環(huán)管路(5)、定量蠕動(dòng)泵(6)與柱式反應(yīng)器O)的入口相連，柱式反應(yīng)器O)的出口和酒液回收設(shè)備(3)的入口連接，柱式反應(yīng)器( 及酒液回收設(shè)備(3)的二氧化碳排除管道與尾氣回收裝置(4)連接，固定化酵母置于柱式反應(yīng)器( 篩網(wǎng)中，調(diào)糖設(shè)備(1)、柱式反應(yīng)器O)、酒液回收設(shè)備(3)、尾氣回收裝置G)、定量蠕動(dòng)泵(6)的控制端和控制系統(tǒng) (7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置，其特征在于所述的柱式反應(yīng)器( 采用兩級(jí)以上，相鄰柱式反應(yīng)器( 之間設(shè)有蠕動(dòng)泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置，其特征在于所述的柱式反應(yīng)器( 為上下法蘭(1 連接的筒體(10)，筒體(10)頂部設(shè)有第一壓力表(12)， 并設(shè)有第一二氧化碳出口(11)，上部設(shè)有第一出料口(14)，下部設(shè)有定量蠕動(dòng)泵進(jìn)料口 (9)，反應(yīng)器中內(nèi)置一篩網(wǎng)(16)，篩網(wǎng)(16)側(cè)面連接有第一傳感器(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置，其特征在于所述的調(diào)糖設(shè)備(1)設(shè)有加熱裝置00)和冷卻裝置(22)，其筒體上部設(shè)有攪拌器(18)，并設(shè)有第二壓力表(17)和進(jìn)料口(19)，筒體底部設(shè)有第二出料口(8)，中部連接有第二傳感器 01)。
專利摘要一種固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置，包括調(diào)糖設(shè)備，調(diào)糖設(shè)備通過(guò)循環(huán)管路、定量蠕動(dòng)泵與柱式反應(yīng)器的入口相連，柱式反應(yīng)器的出口和酒液回收設(shè)備的入口連接，柱式反應(yīng)器及酒液回收設(shè)備的二氧化碳排除管道與尾氣回收裝置連接，固定化酵母置于柱式反應(yīng)器篩網(wǎng)中，調(diào)糖設(shè)備、柱式反應(yīng)器、酒液回收設(shè)備、尾氣回收裝置、定量蠕動(dòng)泵的控制端和控制系統(tǒng)連接，本實(shí)用新型采用多級(jí)柱式生物反應(yīng)器系統(tǒng)，將固定化酵母細(xì)胞置于反應(yīng)器中，多級(jí)串聯(lián)形成固定化酵母細(xì)胞連續(xù)酒精發(fā)酵裝置，使酒精生產(chǎn)成本降低30％，設(shè)備利用率提高50％以上，酒精度提高到14％以上，周期縮短到9-14h，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、發(fā)酵時(shí)間短、費(fèi)用低及雜菌污染較小的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C12M1/36GK202164294SQ2011202409
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者許朝輝 申請(qǐng)人:許朝輝