一種生物催化劑的生產裝置的制作方法

本實用新型涉及一種生物發酵裝置，具體涉及一種生物催化劑的生產裝置，屬于生物催化產品的發酵生產領域。

背景技術：

生物催化劑包括分離純化后的酶或者具備生物催化性能的微生物全細胞，在生物轉化工業及生物催化領域中有廣泛的應用。例如利用粘質沙雷氏菌菌株AB90027產生的離體酶可以催化異丁香酚進行生物轉化為香蘭素(參考異丁香酚的生物轉化及香蘭素的合成，《生物加工過程》2006年第2期)。再如解脂耶氏酵母全細胞可以作為生物催化劑催化苯乙酮轉化合成(R)-苯乙醇。(參考解脂耶氏酵母不對稱還原苯乙酮合成(R)-苯乙醇，《化工進展》2016年第2期)。與常規化學催化劑相比，生物催化劑的特點是對酸、堿、溫度均非常的敏感、易失活、不宜保存、可存放時間較短。在發酵生產生物催化劑時，通常在發酵生產結束時會對發酵罐內的發酵液整體進行降溫，之后對生產的生物催化劑進行轉運冷藏保存，以保證生物催化劑的活性，避免室溫下存放時間過久導致熱失活但現有的工業發酵罐通常采用的夾套或者蛇管方式控溫，對于體積巨大的工業生物發酵罐來說，由于罐內發酵液體積巨大，而罐體的夾套或者蛇管相對接觸面積有限，其對發酵液整體的傳熱降溫效率較低，因此整體罐的降溫速率較低，發酵結束后全罐降溫所需要的時間較長、導致耗能巨大及在發酵罐降溫程序過程中已經有部分生物催化劑發生了熱失活的問題。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是克服的現有的工業發酵罐通常采用的夾套或者蛇管方式控溫，對于體積巨大的工業生物發酵罐來說，由于罐內發酵液體積巨大，而罐體的夾套或者蛇管相對接觸面積有限，其對發酵液整體的傳熱降溫效率較低，因此整體罐的降溫速率較低，發酵結束后全罐降溫所需要的時間較長、導致耗能巨大及在發酵罐降溫程序過程中已經有部分生物催化劑發生了熱失活的問題，提供一種生物催化劑的生產裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案：

本實用新型提供了一種生物催化劑的生產裝置，包括發酵罐，所述發酵罐的發酵液出料口出口管路與列管式冷卻器連接，所述列管式冷卻器的發酵液出口管路與制冷保溫儲罐連接，所述制冷保溫儲罐的一側連接有催化反應罐，所述列管式冷卻器的冷卻液管路的出入口分別與制冷液的制冷器和制冷液儲罐的出口連接。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述列管式冷卻器內部的傳熱管為直管型傳熱管。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述發酵罐生產的發酵液的管路通過第一接管入口進入管箱，從管內穿過所述傳熱管至另一端所述管箱上的第一接管出口流出所述列管式冷卻器，冷卻液由第二入口通過所述傳熱管和管外折流板形成回廊通道，通過第二接管出口流出，冷卻液管路流經方向與發酵液管路流經方向相逆。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述列管式冷卻器的管箱上還設置有沖洗液入口，第一接管出口的發酵液排出管路上設置有排污支路。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述列管式冷卻器冷卻液管路的出口與蛇管冷卻器的冷卻液入口串聯。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述列管式冷卻器的所述第一接管出口、所述第一接管入口、所述第二接管入口和所述第二接管出口均設置有溫度監控傳感器。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述列管式冷卻器的底部設置有支座，所述列管式冷卻器的外部設置有絕緣殼體。

本實用新型所達到的有益效果是：該裝置是一種生物催化劑的生產裝置，發酵罐、列管式冷卻器，制冷液儲罐、制冷液制冷器及其至間相互連通的管路所組成，可以實現對發酵液及其生物催化劑的短時間迅速降溫。另外由于采用了液體輸送過程中的連續降溫，省略了原本所需要的降溫時間；發酵液的流經管路為通過接管入口進入管箱從管內穿過傳熱管至另一端管箱上的接管出口流出的路線，其具有較少曲折的流經路線的，防止發酵液體內含物堵塞、粘滯于管路中。而冷卻液則經由接管入口流經由傳熱管管外折流板所形成的曲折回廊通道，通過另一側的冷卻液接管出口流出。另外冷卻液管路流經方向與發酵液管路流經方向相逆，使其采用逆流降溫模式，具備較高的降溫冷卻效率。列管式冷卻器冷卻液管路的出口與用于生物催化劑生產的發酵罐蛇管冷卻器的冷卻液入口相串聯。列管式冷卻器排出的冷卻液被用于對生物發酵罐罐內發酵液的預冷卻，從而提高冷卻效率，提供了一種生物催化劑的生產裝置。本實用新型設計合理、結構簡單、安全可靠、使用方便、易于維護，具有很好的推廣使用價值。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：

圖1為本實用新型的生物催化劑的生產裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型生物催化劑的生產裝置中的管列式冷卻器的結構示意圖；

圖中：1、第一接管出口；2、管箱；3、第二接管入口；4、第一接管入口；5、第二接管出口；6、折流板；7、傳熱管；8、支座；9、沖洗液入口；10、絕緣殼體；11、催化反應罐；12、制冷保溫儲罐；13、發酵罐；14、蛇管冷卻器；15、發酵液出料口；16、溫度監控傳感器；17、列管式冷卻器；18、排污支路；19、制冷器；20、制冷液儲罐。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

如圖1-2所示，本實用新型提供一種生物催化劑的生產裝置，包括發酵罐13，發酵罐13的發酵液出料口15出口管路與列管式冷卻器17連接，列管式冷卻器17的發酵液出口管路與制冷保溫儲罐12連接，制冷保溫儲罐12的一側連接有催化反應罐11，列管式冷卻器17的冷卻液管路的出入口分別與制冷液的制冷器19和制冷液儲罐20的出口連接。

列管式冷卻器17內部的傳熱管7為直管型傳熱管。由于發酵液本身具備較高的粘度，其中還含有菌體等固含物，容易粘滯于管路內，使用直管型傳熱管可以保障管道內部的通暢。

發酵罐13生產的發酵液的管路通過第一接管入口4進入管箱2，從管內穿過傳熱管7至另一端管箱2上的第一接管出口1流出列管式冷卻器17，冷卻液由第二入口3通過傳熱管7和管外折流板6形成回廊通道，通過第二接管出口5流出，冷卻液管路流經方向與發酵液管路流經方向相逆。使其采用逆流降溫模式，具備較高的降溫冷卻效率。

列管式冷卻器17的管箱上還設置有沖洗液入口9，第一接管出口1的發酵液排出管路上設置有排污支路18。發酵液出口管路上設置排污支路18，在完成單批次輸送冷卻任務后，從沖洗液入口9處可以通入沖洗液或水，清洗整個冷卻管路。

列管式冷卻器17冷卻液管路的出口與蛇管冷卻器14的冷卻液入口串聯。可以提高冷卻效率。

列管式冷卻器17的第一接管出口1、第一接管入口4、第二接管入口3和第二接管出口5均設置有溫度監控傳感器16。有利于對列管式冷卻器17的第一接管出口1、第一接管入口4、第二接管入口3和第二接管出口5進行溫度的檢測。

列管式冷卻器17的底部設置有支座8，列管式冷卻器17的外部設置有絕緣殼體10。有利于對列管式冷卻器17的擺放和保護。

該裝置是一種生物催化劑的生產裝置，該生產裝置由生物催化劑生產的發酵罐13列管式冷卻器17，制冷液儲罐20、制冷液制冷器19及其至間相互連通的管路所組成。其中其發酵罐13的發酵液的出料口15出口管路直接與一列管式冷卻器17的發酵液入口處連接，列管式冷卻器17的發酵液出口管路與制冷保溫儲罐12連接，列管式冷卻器17的冷卻液管路的出入口分別與制冷液的制冷器19和制冷液儲罐20的出口連接，從而完成制冷液的循環。當發酵完成時發酵液經由酵液的出料口15管路連續進入到列管式冷卻器17中冷卻。另外列管式冷卻器17冷卻液管路的出口與用于生物催化劑生產的發酵罐13的蛇管冷卻器14的冷卻液入口相串聯，從而實現對冷卻液的充分利用，將列管式冷卻器17冷卻液的出口液用于發酵罐13的預冷。另外在列管式冷卻器17的發酵液入口、發酵液出口、冷卻液入口、冷卻液出口均設置有溫度監控傳感器16，用于監控冷卻效果。制冷保溫儲罐12用于冷藏保存生物催化劑，其后續連接其他工作管路，如直接連通生物催化反應的反應器11；列式冷卻器中的傳熱管7為直管式結構。發酵液的入口，為該列管冷卻器的第一接管入口4，發酵液出口為該列管冷卻器的第一接管出口1，冷卻液入口為該列管冷卻器的第二接管入口3，冷卻液出口為該列管冷卻器的第二接管出口5，這樣發酵罐13生產的發酵液的管路通過第一接管入口4，進入管箱2，從管內穿過傳熱管7至另一端管箱2上的第一接管出口1流出列管式冷卻器，冷卻液則經由第二接管入口3流經由傳熱管7管外折流板6所形成的回廊通道，通過第二接管出口5流出。發酵液的流經路線比較簡單，無蛇形彎曲，避免發酵液對管路的粘滯堵塞。同時冷卻液管路流經方向與發酵液管路流經方向相逆，形成逆流傳熱模式，具有較高的換熱效率。此外在列管式冷卻器的管箱上還設置有沖洗液接管入口9，在完成發酵液轉運后從沖洗液入口處可以通入沖洗液或水，清洗整個冷卻管路，清洗液可以從發酵液出口管路排污支路18流出，從而避免發酵液殘余污染整個冷卻管路。

本實用新型所達到的有益效果是：該裝置是一種生物催化劑的生產裝置，發酵罐、列管式冷卻器，制冷液儲罐、制冷液制冷器及其至間相互連通的管路所組成，可以實現對發酵液及其生物催化劑的短時間迅速降溫。另外由于采用了液體輸送過程中的連續降溫，省略了原本所需要的降溫時間；發酵液的流經管路為通過接管入口進入管箱從管內穿過傳熱管至另一端管箱上的接管出口流出的路線，其具有較少曲折的流經路線的，防止發酵液體內含物堵塞、粘滯于管路中。而冷卻液則經由接管入口流經由傳熱管管外折流板所形成的曲折回廊通道，通過另一側的冷卻液接管出口流出。另外冷卻液管路流經方向與發酵液管路流經方向相逆，使其采用逆流降溫模式，具備較高的降溫冷卻效率。列管式冷卻器冷卻液管路的出口與用于生物催化劑生產的發酵罐蛇管冷卻器的冷卻液入口相串聯。列管式冷卻器排出的冷卻液被用于對生物發酵罐罐內發酵液的預冷卻，從而提高冷卻效率，提供了一種生物催化劑的生產裝置。本實用新型設計合理、結構簡單、安全可靠、使用方便、易于維護，具有很好的推廣使用價值。

最后應說明的是：以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。