[發明專利]一種新型發酵裝置及其在固定化酵母發酵制備乙醇中的應用

在審

• 申請號: 201910372735.X
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110117526A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 應漢杰;陳勇;劉慶國;趙南;鄒亞男;湯德朋;李飛劍;甘誠
• 申請（專利權）人: 南京高新工大生物技術研究院有限公司;南京工業大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/02;C12P7/10;C12R1/865
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 黃振華

1.一種新型發酵裝置，其特征在于，包括發酵罐罐體(1)、立式攪拌裝置(2)、固定化載體(3)以及用于發酵罐罐體進料和出料的循環管道；

其中，所述立式攪拌裝置(2)位于發酵罐罐體(1)內部的中心軸上，用于攪拌發酵罐罐體(1)內的物料；

所述固定化載體(3)填充于發酵罐罐體(1)內；

所述發酵罐罐體(1)的側壁上環設有若干進料噴頭(4)，用于發酵罐罐體(1)進料；發酵罐罐體(1)底部設有出料口(11)，用于發酵罐罐體(1)出料；所述出料口(11)與進料噴頭(4)之間設有循環泵(5)，且通過循環管道連接形成循環回路，使得發酵罐罐體(1)內的物料通過出料口(11)進入循環管道，在循環泵(5)的驅動下，通過進料噴頭(4)再次進入發酵罐罐體(1)內循環發酵；

所述循環管道上還有進料管(6)和排料管(7)，進料管(6)和排料管(7)上分別設有單向閥；通過進料管(6)將發酵培養基導入循環管道，并經進料噴頭(4)進入發酵罐罐體(1)內；發酵產物經循環管道，通過排料管(7)排出。

2.根據權利要求1所述的發酵裝置，其特征在于，所述的進料噴頭(4)噴出液體的方向與水平面呈40-60°角，與發酵罐罐體(1)內壁的切線方向呈30-60°角。

3.根據權利要求1所述的發酵裝置，其特征在于，所述的固定化載體(3)為球型網格載體，材質為聚氯乙烯或聚乙烯，密度為0.9～1g/cm³，直徑為15～25cm，其內部設有若干平行的圓形片狀吸附介質，所述吸附介質直徑為12～25cm，材質為植物纖維或合成纖維。

4.根據權利要求3所述的發酵裝置，其特征在于，所述發酵罐罐體(1)內橫向設有若干不同高度的格柵板，相鄰兩塊格柵板為一組，之間通過細繩將球型網格載體延縱向串聯在一起，同一串的球型網格載體之間間距為2～6cm，相鄰兩串之間的間距為3～8cm。

5.根據權利要求4所述的發酵裝置，其特征在于，所述立式攪拌裝置(2)包括電機(21)、平槳葉(22)和推進式槳葉(23)，所述電機(21)位于發酵罐罐體(1)頂部，用于驅動平槳葉(22)和推進式槳葉(23)的轉動；所述平槳葉(22)位于發酵罐罐體(1)的近頂端；所述推進式槳葉(23)位于相鄰兩組格柵板之間的空檔處。

6.根據權利要求1所述的發酵裝置，其特征在于，所述發酵罐罐體(1)高徑比為1.2～2:1，罐底部為圓錐式或斜低式。

7.權利要求1所述的發酵裝置在固定化酵母發酵制備乙醇中的應用，其特征在于，包括如下步驟：

S1：將發酵菌株吸附于固定化載體(3)中，然后填充于發酵罐罐體(1)內；

S2：向發酵罐罐體(1)內泵入發酵液，進行攪拌、循環式發酵；

S3：發酵結束后，排出發酵液，重新流加發的發酵培養基。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述發酵菌株為釀酒酵母、活性安琪酵母粉或重組運動發酵單胞菌；所述發酵液為人工配置培養基、玉米糖化液、木薯糖化液、陳化水稻的糖化液、秸稈水解液或糖蜜中的任意一種或幾種的組合；其中，人工配置培養基配方為：葡萄糖180-250g/L，蛋白胨2-5g/L，酵母膏2-5g/L，pH4.0-5.0；所述的玉米糖化液、木薯糖化液、陳化水稻的糖化液的料水質量比為2.2～3:1；所述的秸稈水解液中，脫木質素后料液質量比為1:2～6，pH為4.2-4.5；所述的糖蜜的初始總糖為180-240g/L。

9.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述攪拌的轉速10-30r/min。

10.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述循環的流量為0.5-2BV/h。