[發明專利]一種填料塔式連續表面發酵裝置及其實現方法

有效

• 申請號: 201310301612.X
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103333787A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 傅亮;陳宇哲
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: C12J1/10
• 分類號: C12J1/10;C12J1/04;C12J1/02;C12R1/01
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;陳燕嫻

1.一種填料塔式連續表面發酵裝置，其特征在于：包括填料塔、填充材料、若干隔板、入風口、出風口、風機、第一循環泵、第二循環泵、進料閥門、出料閥門、出口閥門、入口閥門、在線酸度檢測儀及收集罐；其中，填料塔的頂部與收集罐通過循環管連接，由第一循環泵提供動力，循環管上設有進料閥門，發酵液通過填料塔頂部進入填料塔中，若干隔板將填料塔分隔成若干個發酵區，若干個發酵區內設置填充材料，發酵液流經附著在填充材料上的細菌纖維膜并在此發酵，填料塔上部側邊安裝有出風口，填料塔下部側邊安裝有入風口，出風口處配有送風裝置，入風口處設有風機，填料塔底部通過管道與第二循環泵連接，第二循環泵與出料閥門連接，出料閥門通過管道與收集罐底部連接，收集罐底部還與出口閥門連接，收集罐頂部連接入口管，入口管上設有入口閥門，收集罐上設有在線酸度檢測儀。

2.根據權利要求1所述的填料塔式連續表面發酵裝置，其特征在于：所述循環管端部連接分灑噴頭，分灑噴頭設于收集罐內部頂端。

3.根據權利要求1所述的填料塔式連續表面發酵裝置，其特征在于：所述填料塔為圓柱形結構，高徑比為10:1～30:1，填料塔中間為中空，塔身為耐酸不銹鋼，填料塔體積為5m³～50m³。

4.根據權利要求3所述的填料塔式連續表面發酵裝置，其特征在于：所述填料塔內部每隔10～50cm設有一塊剛性耐酸的不銹鋼金屬網狀擋板。

5.根據權利要求1所述的填料塔式連續表面發酵裝置，其特征在于：所述填充材料為網狀或多孔結構，并不與發酵液產生任何化學反應，發酵過程生成細菌纖維膜則粘附于填充材料中。

6.根據權利要求5所述的填料塔式連續表面發酵裝置，其特征在于：所述填充材料為聚酯纖維、聚乙烯或多孔陶瓷。

7.根據權利要求5所述的填料塔式連續表面發酵裝置，其特征在于：所述填充材料為絮狀聚酯纖維，絮狀聚酯纖維的空隙率為70%，絮狀聚酯纖維的容重為19-27kg/m³。

8.根據權利要求1所述的填料塔式連續表面發酵裝置，其特征在于：所述填料塔數量為若干個，各填料塔之間采用串聯或并聯。

9.一種填料塔式連續表面發酵裝置的實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）、將填充材料設于填料塔內的若干隔板上，使填充材料均勻布滿填料塔，然后將接種后的發酵液經入口管及入口閥門加入到收集罐；

（2）、將收集罐內的發酵液經循環管及第一循環泵到填料塔頂部，發酵液受重力沿填充材料均勻下落，風機從填料塔底部的入風口送入無菌氧氣，無菌氧氣從填料塔上部側邊的出風口排出，溫度保持在25～40℃；

（3）、發酵液在下落過程中部分殘留于填充材料上，由于發酵作用產生細菌纖維膜，細菌纖維膜逐漸在填充材料上自然生長并固定，由于有空隙率及對應的容重，能維持細菌纖維膜的完整性，并能與發酵液和氧氣有效接觸；

（4）、發酵液在細菌纖維膜上有效的進行發酵，當發酵液下落到填料塔底部時，通過第二循環泵將發酵液泵入收集罐，然后經第一循環泵重新回流至填充材料上繼續發酵；

（5）、循環發酵1～2周，當在線酸度檢測儀檢測到發酵液總酸度達到設定值后，從收集罐中放出發酵液進行滅菌，灌裝。

10.根據權利要求9所述的填料塔式連續表面發酵裝置的實現方法，其特征在于：所述步驟（1）中的接種量為發酵液體積比的5～10%，填充材料為絮狀聚酯纖維，絮狀聚酯纖維的空隙率為70%，絮狀聚酯纖維的容重為1.9～2.7kg/m³，所述步驟（5）循環發酵時，在收集罐內分批次補入體積比2～3%的酒精，間隔周期為1～2天，補加次數為3～5次，補入酒精通過第一循環泵進入填料塔內，然后經發酵為醋酸，未利用的酒精被再次流進填料塔內重新發酵；所述步驟（5）中發酵液總酸度設定值為7.0g/100mL。