一种生物催化剂的生产装置的制作方法

本实用新型涉及一种生物发酵装置，具体涉及一种生物催化剂的生产装置，属于生物催化产品的发酵生产领域。

背景技术：

生物催化剂包括分离纯化后的酶或者具备生物催化性能的微生物全细胞，在生物转化工业及生物催化领域中有广泛的应用。例如利用粘质沙雷氏菌菌株AB90027产生的离体酶可以催化异丁香酚进行生物转化为香兰素(参考异丁香酚的生物转化及香兰素的合成，《生物加工过程》2006年第2期)。再如解脂耶氏酵母全细胞可以作为生物催化剂催化苯乙酮转化合成(R)-苯乙醇。(参考解脂耶氏酵母不对称还原苯乙酮合成(R)-苯乙醇，《化工进展》2016年第2期)。与常规化学催化剂相比，生物催化剂的特点是对酸、碱、温度均非常的敏感、易失活、不宜保存、可存放时间较短。在发酵生产生物催化剂时，通常在发酵生产结束时会对发酵罐内的发酵液整体进行降温，之后对生产的生物催化剂进行转运冷藏保存，以保证生物催化剂的活性，避免室温下存放时间过久导致热失活但现有的工业发酵罐通常采用的夹套或者蛇管方式控温，对于体积巨大的工业生物发酵罐来说，由于罐内发酵液体积巨大，而罐体的夹套或者蛇管相对接触面积有限，其对发酵液整体的传热降温效率较低，因此整体罐的降温速率较低，发酵结束后全罐降温所需要的时间较长、导致耗能巨大及在发酵罐降温程序过程中已经有部分生物催化剂发生了热失活的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服的现有的工业发酵罐通常采用的夹套或者蛇管方式控温，对于体积巨大的工业生物发酵罐来说，由于罐内发酵液体积巨大，而罐体的夹套或者蛇管相对接触面积有限，其对发酵液整体的传热降温效率较低，因此整体罐的降温速率较低，发酵结束后全罐降温所需要的时间较长、导致耗能巨大及在发酵罐降温程序过程中已经有部分生物催化剂发生了热失活的问题，提供一种生物催化剂的生产装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型提供了一种生物催化剂的生产装置，包括发酵罐，所述发酵罐的发酵液出料口出口管路与列管式冷却器连接，所述列管式冷却器的发酵液出口管路与制冷保温储罐连接，所述制冷保温储罐的一侧连接有催化反应罐，所述列管式冷却器的冷却液管路的出入口分别与制冷液的制冷器和制冷液储罐的出口连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述列管式冷却器内部的传热管为直管型传热管。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述发酵罐生产的发酵液的管路通过第一接管入口进入管箱，从管内穿过所述传热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却器，冷却液由第二入口通过所述传热管和管外折流板形成回廊通道，通过第二接管出口流出，冷却液管路流经方向与发酵液管路流经方向相逆。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述列管式冷却器的管箱上还设置有冲洗液入口，第一接管出口的发酵液排出管路上设置有排污支路。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述列管式冷却器冷却液管路的出口与蛇管冷却器的冷却液入口串联。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述列管式冷却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设置有温度监控传感器。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述列管式冷却器的底部设置有支座，所述列管式冷却器的外部设置有绝缘壳体。

本实用新型所达到的有益效果是：该装置是一种生物催化剂的生产装置，发酵罐、列管式冷却器，制冷液储罐、制冷液制冷器及其至间相互连通的管路所组成，可以实现对发酵液及其生物催化剂的短时间迅速降温。另外由于采用了液体输送过程中的连续降温，省略了原本所需要的降温时间；发酵液的流经管路为通过接管入口进入管箱从管内穿过传热管至另一端管箱上的接管出口流出的路线，其具有较少曲折的流经路线的，防止发酵液体内含物堵塞、粘滞于管路中。而冷却液则经由接管入口流经由传热管管外折流板所形成的曲折回廊通道，通过另一侧的冷却液接管出口流出。另外冷却液管路流经方向与发酵液管路流经方向相逆，使其采用逆流降温模式，具备较高的降温冷却效率。列管式冷却器冷却液管路的出口与用于生物催化剂生产的发酵罐蛇管冷却器的冷却液入口相串联。列管式冷却器排出的冷却液被用于对生物发酵罐罐内发酵液的预冷却，从而提高冷却效率，提供了一种生物催化剂的生产装置。本实用新型设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的生物催化剂的生产装置的结构示意图；

图2为本实用新型生物催化剂的生产装置中的管列式冷却器的结构示意图；

图中：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、传热管；8、支座；9、冲洗液入口；10、绝缘壳体；11、催化反应罐；12、制冷保温储罐；13、发酵罐；14、蛇管冷却器；15、发酵液出料口；16、温度监控传感器；17、列管式冷却器；18、排污支路；19、制冷器；20、制冷液储罐。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-2所示，本实用新型提供一种生物催化剂的生产装置，包括发酵罐13，发酵罐13的发酵液出料口15出口管路与列管式冷却器17连接，列管式冷却器17的发酵液出口管路与制冷保温储罐12连接，制冷保温储罐12的一侧连接有催化反应罐11，列管式冷却器17的冷却液管路的出入口分别与制冷液的制冷器19和制冷液储罐20的出口连接。

列管式冷却器17内部的传热管7为直管型传热管。由于发酵液本身具备较高的粘度，其中还含有菌体等固含物，容易粘滞于管路内，使用直管型传热管可以保障管道内部的通畅。

发酵罐13生产的发酵液的管路通过第一接管入口4进入管箱2，从管内穿过传热管7至另一端管箱2上的第一接管出口1流出列管式冷却器17，冷却液由第二入口3通过传热管7和管外折流板6形成回廊通道，通过第二接管出口5流出，冷却液管路流经方向与发酵液管路流经方向相逆。使其采用逆流降温模式，具备较高的降温冷却效率。

列管式冷却器17的管箱上还设置有冲洗液入口9，第一接管出口1的发酵液排出管路上设置有排污支路18。发酵液出口管路上设置排污支路18，在完成单批次输送冷却任务后，从冲洗液入口9处可以通入冲洗液或水，清洗整个冷却管路。

列管式冷却器17冷却液管路的出口与蛇管冷却器14的冷却液入口串联。可以提高冷却效率。

列管式冷却器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均设置有温度监控传感器16。有利于对列管式冷却器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进行温度的检测。

列管式冷却器17的底部设置有支座8，列管式冷却器17的外部设置有绝缘壳体10。有利于对列管式冷却器17的摆放和保护。

该装置是一种生物催化剂的生产装置，该生产装置由生物催化剂生产的发酵罐13列管式冷却器17，制冷液储罐20、制冷液制冷器19及其至间相互连通的管路所组成。其中其发酵罐13的发酵液的出料口15出口管路直接与一列管式冷却器17的发酵液入口处连接，列管式冷却器17的发酵液出口管路与制冷保温储罐12连接，列管式冷却器17的冷却液管路的出入口分别与制冷液的制冷器19和制冷液储罐20的出口连接，从而完成制冷液的循环。当发酵完成时发酵液经由酵液的出料口15管路连续进入到列管式冷却器17中冷却。另外列管式冷却器17冷却液管路的出口与用于生物催化剂生产的发酵罐13的蛇管冷却器14的冷却液入口相串联，从而实现对冷却液的充分利用，将列管式冷却器17冷却液的出口液用于发酵罐13的预冷。另外在列管式冷却器17的发酵液入口、发酵液出口、冷却液入口、冷却液出口均设置有温度监控传感器16，用于监控冷却效果。制冷保温储罐12用于冷藏保存生物催化剂，其后续连接其他工作管路，如直接连通生物催化反应的反应器11；列式冷却器中的传热管7为直管式结构。发酵液的入口，为该列管冷却器的第一接管入口4，发酵液出口为该列管冷却器的第一接管出口1，冷却液入口为该列管冷却器的第二接管入口3，冷却液出口为该列管冷却器的第二接管出口5，这样发酵罐13生产的发酵液的管路通过第一接管入口4，进入管箱2，从管内穿过传热管7至另一端管箱2上的第一接管出口1流出列管式冷却器，冷却液则经由第二接管入口3流经由传热管7管外折流板6所形成的回廊通道，通过第二接管出口5流出。发酵液的流经路线比较简单，无蛇形弯曲，避免发酵液对管路的粘滞堵塞。同时冷却液管路流经方向与发酵液管路流经方向相逆，形成逆流传热模式，具有较高的换热效率。此外在列管式冷却器的管箱上还设置有冲洗液接管入口9，在完成发酵液转运后从冲洗液入口处可以通入冲洗液或水，清洗整个冷却管路，清洗液可以从发酵液出口管路排污支路18流出，从而避免发酵液残余污染整个冷却管路。

本实用新型所达到的有益效果是：该装置是一种生物催化剂的生产装置，发酵罐、列管式冷却器，制冷液储罐、制冷液制冷器及其至间相互连通的管路所组成，可以实现对发酵液及其生物催化剂的短时间迅速降温。另外由于采用了液体输送过程中的连续降温，省略了原本所需要的降温时间；发酵液的流经管路为通过接管入口进入管箱从管内穿过传热管至另一端管箱上的接管出口流出的路线，其具有较少曲折的流经路线的，防止发酵液体内含物堵塞、粘滞于管路中。而冷却液则经由接管入口流经由传热管管外折流板所形成的曲折回廊通道，通过另一侧的冷却液接管出口流出。另外冷却液管路流经方向与发酵液管路流经方向相逆，使其采用逆流降温模式，具备较高的降温冷却效率。列管式冷却器冷却液管路的出口与用于生物催化剂生产的发酵罐蛇管冷却器的冷却液入口相串联。列管式冷却器排出的冷却液被用于对生物发酵罐罐内发酵液的预冷却，从而提高冷却效率，提供了一种生物催化剂的生产装置。本实用新型设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。