一种发酵系统技术方案

本申请公开了一种发酵系统。该系统适用于合成气生物发酵技术领域，该发酵系统的发酵罐的出料口与碟片离心机的入料口通过第一管线连接，碟片离心机的重相液出口与发酵罐的重相液入口通过第二管线连接，第三管线的入口与第二管线连通，第三管线的出口与提升罐的重相液入口连接，碟片离心机的轻相液出口与渗透汽化透醇膜组的轻相液入口通过第五管线连接，渗透汽化透醇膜组的渗余液出口与发酵罐的渗余液入口通过第六管线连接，渗透汽化透醇膜组的渗透液出口与蒸馏系统的入料口通过第七管线连接，第八管线的入口与第五管线连通，第八管线的出口与提升罐的重相液入口连接。本申请能够有效地保持菌体的活性和减轻产物抑制，提高乙醇和菌体蛋白的产率。醇和菌体蛋白的产率。醇和菌体蛋白的产率。

【技术实现步骤摘要】
一种发酵系统


[0001]本申请属于合成气生物发酵
，具体涉及一种发酵系统。

技术介绍

[0002]工业尾气发酵制乙醇是以一氧化碳、二氧化碳为碳源经细菌连续发酵生产乙醇及菌体蛋白的新技术，现有技术中采用的是工业尾气二级发酵系统，通过两级连续发酵，陶瓷膜过滤分离菌体，其中，一级发酵罐主要用于菌体生长，为二级发酵罐提供连续的高活性菌体，二级发酵罐主要用于提高乙醇浓度，成熟醪液由二级发酵罐产生并输送至蒸馏系统。该工艺存在乙醇产物的抑制、陶瓷膜过滤对菌体的损伤等问题，同时由于是连续发酵，为了控制发酵罐内的乙醇浓度，稀释率高，存在底物营养物质利用不充分、耗水量大、设备效率利用率低等问题，导致乙醇产率低。
[0003]另外，目前的生产工艺为了维持发酵罐内乙醇浓度的稳定，避免过高的乙醇浓度造成的菌体衰退，发酵罐内菌体浓度控制偏低，后续菌体分离浓缩及干燥成本高，导致菌体蛋白产率低。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少能够在一定程度上解决现有技术中的发酵系统的乙醇和菌体蛋白的产率低的技术问题。为此，本申请提供了一种发酵系统。
[0005]本申请的技术方案为：
[0006]本申请提供了一种发酵系统，所述发酵系统包括：
[0007]发酵罐，设置有出料口、重相液入口以及渗余液入口；
[0008]碟片离心机，设置有入料口、重相液出口以及轻相液出口；
[0009]第一管线，所述发酵罐的出料口与所述碟片离心机的入料口通过所述第一管线连接；
[0010]第二管线，所述碟片离心机的重相液出口与所述发酵罐的重相液入口通过所述第二管线连接；
[0011]管道泵，设置在所述第二管线上；
[0012]提升罐，设置有出料口、重相液入口以及渗余液入口；
[0013]第三管线，所述第三管线的入口与所述第二管线连通，且所述第三管线的入口设置在所述管道泵与所述发酵罐的重相液入口之间，所述第三管线的出口与所述提升罐的重相液入口连接；
[0014]第四管线，所述提升罐的出料口与蒸馏系统的入料口通过所述第四管线连接；
[0015]渗透汽化透醇膜组，设置有轻相液入口、渗余液出口以及渗透液出口；
[0016]第五管线，所述碟片离心机的轻相液出口与所述渗透汽化透醇膜组的轻相液入口通过所述第五管线连接；
[0017]第六管线，所述渗透汽化透醇膜组的渗余液出口与所述发酵罐的渗余液入口通过
所述第六管线连接；
[0018]第七管线，所述渗透汽化透醇膜组的渗透液出口与所述蒸馏系统的入料口通过所述第七管线连接；
[0019]第八管线，所述第八管线的入口与所述第五管线连通，所述第八管线的出口与所述提升罐的重相液入口连接。
[0020]进一步地，所述发酵系统还包括第一调节阀，所述第一调节阀设置在所述第一管线上。
[0021]进一步地，所述发酵系统还包括第一流量计，所述第一流量计设置在所述第一管线上，且设置在所述发酵罐与所述第一调节阀之间。
[0022]进一步地，所述发酵系统还包括第二调节阀，所述第二调节阀设置在所述第三管线上。
[0023]进一步地，所述发酵系统还包括第二流量计，所述第二流量计设置在所述第三管线上，且设置在所述第二调节阀与所述第三管线的入口之间。
[0024]进一步地，所述发酵系统还包括第三调节阀，所述第三调节阀设置在所述第八管线上。
[0025]进一步地，所述发酵系统还包括第三流量计，所述第三流量计设置在所述第八管线上，且设置所述第三调节阀与所述第八管线的入口之间。
[0026]进一步地，所述发酵系统还包括换热器，所述渗透汽化透醇膜组的渗透液出口与所述换热器的入料口通过所述第七管线连接，所述换热器的出料口与所述蒸馏系统的入料口通过第十管线连接。
[0027]进一步地，所述发酵系统还包括第四流量计，所述第四流量计设置在所述第十管线上。
[0028]进一步地，所述发酵系统还包括真空泵，通过第九管线与所述换热器对应连接。
[0029]本申请实施例至少具有如下有益效果：
[0030]本申请所提出的一种发酵系统，发酵罐内的发酵液原料由第一管线进入碟片离心机内，发酵液原料在碟片离心机的作用下分离为重相液和轻相液，重相液在管道泵的作用下通过第二管线回流入发酵罐内，继续参与发酵代谢，以用于维持发酵罐内的菌体浓度稳定及控制菌体增长速率，轻相液则通过第五管线进入渗透汽化透醇膜组内，轻相液在渗透汽化透醇膜组的作用下分离为渗透液和渗余液，渗透液通过第七管线进入蒸馏系统内，用于提取生产乙醇，渗余液则通过第六管线会流入发酵罐内，继续参与发酵代谢，以用于调控发酵罐内的液位及体积稳定。
[0031]此外，由于第三管线与第二管线连通，从而使一部分重相液可以通过第三管线进入提升罐内，再由于第八管线与第五管线连通，从而使一部分渗余液可以通过第八管线进入提升罐内，进入提升罐内的重相液和渗余液进一步发酵，消化残留营养物质以提升乙醇浓度，混合液通过第四管线进入蒸馏系统，在对混合液进行蒸馏提取乙醇后，含菌余馏水进入蛋白工段进行分离浓缩制备菌体蛋白，以此提升乙醇以菌体蛋白的含量。
[0032]其中，由于碟片离心机运行效率高，能耗低，剪切力小，离心前后温差小，而且能够将菌体碎片以轻相液的形式排出发酵系统，从而最大限度的保证菌体活性和改善发酵环境。由于渗透汽化透醇膜组具有操作条件温和、过程封闭、能耗低、后续工序处理负荷轻等
特点，在发酵过程中，渗透汽化透醇膜组可以有效地将发酵罐内的乙醇分离出来，缓解发酵罐内的产物抑制，提升产物的生产速率，同时使渗透液代谢产物浓度得到浓缩。
[0033]综上所述，本申请所提出的一种发酵系统由于设置有碟片离心机以及渗透汽化透醇膜组，能够有效地保持菌体的活性和减轻产物抑制，从而提高乙醇和菌体蛋白的产率。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本申请实施例的一种发酵系统的结构示意图。
[0036]附图标记：
[0037]10
‑
发酵罐；20
‑
碟片离心机；30
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第一管线；40
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第二管线；50
‑
管道泵；60
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提升罐；70
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第三管线；80
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第四管线；90
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渗透汽化透醇膜组；100
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第五管线；110
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第六管线；120
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第七管线；130
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第八管线；140
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第一调节阀；150
‑
第一流量计；160...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发酵系统，其特征在于，所述发酵系统包括：发酵罐(10)，设置有出料口、重相液入口以及渗余液入口；碟片离心机(20)，设置有入料口、重相液出口以及轻相液出口；第一管线(30)，所述发酵罐(10)的出料口与所述碟片离心机(20)的入料口通过所述第一管线(30)连接；第二管线(40)，所述碟片离心机(20)的重相液出口与所述发酵罐(10)的重相液入口通过所述第二管线(40)连接；管道泵(50)，设置在所述第二管线(40)上；提升罐(60)，设置有出料口、重相液入口以及渗余液入口；第三管线(70)，所述第三管线(70)的入口与所述第二管线(40)连通，且所述第三管线(70)的入口设置在所述管道泵(50)与所述发酵罐(10)的重相液入口之间，所述第三管线(70)的出口与所述提升罐(60)的重相液入口连接；第四管线(80)，所述提升罐(60)的出料口与蒸馏系统的入料口通过所述第四管线(80)连接；渗透汽化透醇膜组(90)，设置有轻相液入口、渗余液出口以及渗透液出口；第五管线(100)，所述碟片离心机(20)的轻相液出口与所述渗透汽化透醇膜组(90)的轻相液入口通过所述第五管线(100)连接；第六管线(110)，所述渗透汽化透醇膜组(90)的渗余液出口与所述发酵罐(10)的渗余液入口通过所述第六管线(110)连接；第七管线(120)，所述渗透汽化透醇膜组(90)的渗透液出口与所述蒸馏系统的入料口通过所述第七管线(120)连接；第八管线(130)，所述第八管线(130)的入口与所述第五管线(100)连通，所述第八管线(130)的出口与所述提升罐(60)的重相液入口连接。2.根据权利要求1所述的发酵系统，其特征在于，所述发酵系统还包括第一调节阀(140)，所述第一调节阀(140)设置在所述第一管线...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔺兴法，莫志朋，佟淑环，陈超，息晓杰，
申请(专利权)人：河北首朗新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：