[發明專利]一種連續發酵菌體循環分離耦合系統

在審

• 申請號: 202010352607.1
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111647496A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 藺興法;莫志朋;佟淑環;王興凱;陳超;王夢莎
• 申請（專利權）人: 河北首朗新能源科技有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/34;C12M1/12;C12M1/02;B01D36/00;A61L2/07
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 馬苗苗

本申請提供的一種連續發酵菌體循環分離耦合系統，可以在連續發酵系統內維持一定濃度的高活性菌體，實現連續穩定發酵；同時耦合蛋白分離濃縮系統，可以制備菌體蛋白；還可以避免含菌醪液直接進入蒸餾工段堵塞塔板，同時能夠有效解決含菌醪液經蒸餾處理后菌體破碎難以分離濃縮的問題；該菌體循環分離耦合系統充分考慮了含菌醪液部分乙醇回收的問題，基本上未造成乙醇損失。

技術領域

本發明屬于發酵與分離領域，具體涉及一種連續發酵菌體循環分離耦合系統。

背景技術

煤氣發酵制乙醇是以一氧化碳為碳源經細菌連續發酵生產乙醇的新技術，發酵產生的含乙醇醪液需要送往精餾脫水系統進行分離純化。利用CO氣體為唯一碳源進行連續發酵，發酵過程中需截留高活性菌體以便維持發酵系統菌體濃度穩定且可連續高產乙醇。由于CO為唯一碳源，在菌體循環截留返回過程中，需要盡可能的保持氣含率及減少緩沖液的存在，避免由于營養缺乏造成菌體活性下降。目前菌體截留采用陶瓷膜錯流過濾裝置，錯流過濾剪切力較大，容易造成菌體損傷；且錯流過濾需要較大的液體流量及運行動力。然而，隨著發酵的連續運行，錯流過濾容易造成發酵系統內菌體活性降低，同時能耗較高。

發酵產生的含乙醇醪液含有乙醇、菌體及菌體碎片，由于菌體及菌體碎片的存在，如果直接輸送至蒸餾工段，將容易造成塔板堵塞及限制蒸餾溫度。同時，含菌醪液經蒸餾后將產生大量的菌體碎片，增加后續分離濃縮難度。

發明內容

本發明提供一種連續發酵菌體循環分離耦合系統，解決了現有技術中直接輸送含乙醇醪液至蒸餾工段，醪液中菌體及菌體碎片容易造成塔板堵塞及限制蒸餾溫度的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種連續發酵菌體循環分離耦合系統，所述系統包括：發酵罐、發酵液輸送管線、發酵液濁度計、發酵液流量計、發酵液調節閥、菌體碟片離心機、陶瓷膜、管道泵、菌體返回管線、菌體濁度計、菌體外排管線、菌體流量計、菌體調節閥、菌體緩沖罐、菌體緩沖罐壓力調節閥、菌體緩沖罐排氣管線、殺菌機進料管線、殺菌機進料泵、瞬時殺菌機、蒸汽進口、蒸汽冷凝水出口、殺菌機出料管、醪液緩沖罐、醪液緩沖罐排氣管線、醪液緩沖罐壓力調節閥、換熱器、循環水進口、循環水出口、換熱器壓力調節閥、換熱器排氣管、蛋白濃縮碟片離心機、蛋白濃縮碟片離心機進料泵、清液緩沖罐、濃液緩沖罐、板框壓濾機進料泵、板框壓濾機、濾餅輸送管線、真空帶式干燥機、板框壓濾機濾液輸送管線和板框濾液輸送泵，其中，所述發酵罐通過所述發酵液輸送管線與所述菌體碟片離心機連接，所述發酵液輸送管線上依次設置有所述發酵液濁度計、所述發酵液流量計和所述發酵液調節閥，所述菌體碟片離心機與所述陶瓷膜連接，所述陶瓷膜與所述菌體緩沖罐連接，所述菌體碟片離心機通過所述菌體返回管線與所述發酵罐連接，所述菌體返回管線上依次設置有所述管道泵和所述菌體濁度計，所述管道泵通過所述菌體外排管線與所述菌體緩沖罐連接，所述菌體外排管線上依次設置有所述菌體流量計和所述菌體調節閥，所述菌體緩沖罐上設置有所述菌體緩沖罐排氣管線，所述菌體緩沖罐排氣管線上設置有所述菌體緩沖罐壓力調節閥，所述菌體緩沖罐通過所述殺菌機進料管線與所述瞬時殺菌機連接，所述殺菌機進料管線上設置有所述殺菌機進料泵，所述瞬時殺菌機通過所述殺菌機出料管與所述醪液緩沖罐連接，所述瞬時殺菌機上設置有所述蒸汽進口和所述蒸汽冷凝水出口，所述醪液緩沖罐通過所述醪液緩沖罐排氣管線與所述換熱器連接，所述醪液緩沖罐排氣管線上設置有所述醪液緩沖罐壓力調節閥，所述換熱器上設置有所述循環水進口、所述循環水出口和所述換熱器排氣管，所述換熱器排氣管上設置有所述換熱器壓力調節閥，所述換熱器與所述清液緩沖罐連接，所述醪液緩沖罐通過醪液輸送管線與所述蛋白濃縮碟片離心機連接，所述醪液輸送管線上設置有所述蛋白濃縮碟片離心機進料泵，所述蛋白濃縮碟片離心機分別與所述清液緩沖罐和所述濃液緩沖罐連接，所述濃液緩沖罐通過濃液輸送管線與所述板框壓濾機連接，所述濃液輸送管線上設置有所述板框壓濾機進料泵，所述板框壓濾機通過所述濾餅輸送管線與所述真空帶式干燥機連接，所述板框壓濾機通過所述板框壓濾機濾液輸送管線與所述清液緩沖罐連接，所述板框壓濾機濾液輸送管線上設置有所述和板框濾液輸送泵。