专利名称：一种蜂窝式装料压力脉动固态发酵反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及固态发酵反应器，特别涉及一种蜂窝式装料压力脉动固态发酵反应器。
自从1945年微生物学家与化学工程师合作，将弗来明发现的青霉素成功地推向工业化生产以来，液体深层发酵技术已开拓出整个现代发酵工业。固态发酵因输送、搅拌、温度、湿度、pH、供氧等诸多问题缺少工程解决手段，一直达不到现代发酵工业的要求而被忽视。关键问题是没有符合现代发酵工业要求的，成熟的固态发酵反应器。这已成为一个世界性难题。半个世纪以来，尤其是七十年生化工程新学科提出以来，不乏有人试图攻破这道难题，提出过多种解决方案。B.K.Lonsanc将固态发酵反应器归纳为九种类型(1)转鼓式固态发酵反应器，(2)木盒式固态发酵反应器，(3)加盖盘式固态发酵反应器，(4)垂直培养盒式固态发酵反应器，(5)倾斜接种盒式固态发酵反应器，(6)浅盘式固态发酵反应器，(7)传送带式固态发酵反应器，(8)圆柱式固态发酵反应器，(9)混合型固态发酵反应器。这九种类型的固态发酵反应器中，除转鼓式固态发酵反应器和圆柱式固态发酵反应器之外，均不是密闭式反应器，不利于菌体的生长；而转鼓式固态发酵反应器和圆柱式固态发酵反应器虽属密闭式反应器，但又存在着清洗不方便，容易染菌的缺陷。K.E.Aidou将之分成十种类型，但大同小异。如果按培养基运动状态来分，则可归纳成静态与动态两大类。静态是指培养基不运动，使传质、传热、供氧困难；温度、湿度、pH难以控制。动态是指培养基处于间断或连续运动状态，虽然传质、传热、供氧大有改善，但存在着机械部件对无菌操作不利，物料搅拌能耗高，破坏菌丝体，工程放大困难等。现行的生产用固态发酵反应器还是传统的浅盘式与厚层通风池式固态发酵反应器，也有直接将培养基压成圆饼状或方砖块置于房间内进行发酵的。规模比较大的方法是遂道窑连续浅盘固态发酵反应器，均为静态类型，只能用于自然发酵生产过程。从化学反应工程“三传一反”理论的角度看，为强化传质、传热，动态发酵器应是发展方向。因此密闭式动态发酵反应器曾是国内外的研究热点。尤其是转鼓式固态发酵器，有着大量的研究报导，并进入到工业试验阶段。均因难于防止杂菌污染而经受不住长期生产考验。其它类型的密闭动态发酵反应器均局限于实验室探索阶段。我们从1984年起一直坚持对固态发酵反应器的研究。1991年研制出了一种浅盘式装料压力脉动固态发酵反应器，已成功地应用于生物农药、纤维素酶等产品大规模生产，但目前仍存在着装料少(2.5％,V/W)，装料方式简单(浅盘)，设备利用率低等问题。针对上述情况，本实用新型目的在于克服现有的固态发酵反应器存在的装料少、设备利用率低以及容易染菌等缺陷，提供一种装料多，易放大、不易染菌，而且生产效率高的蜂窝式装料压力脉动固态发酵反应器，可进一步降低生产成本。
本实用新型的实施方案如下本实用新型提供的蜂窝式装料压力脉动固态发酵反应器，其特征在于，该固态发酵反应器为一种密闭压力静态发酵反应器，包括底端与其呈一体结构的卧式压力罐，压力罐另一端螺钉连接罐盖，压力罐外壁上设置保温套，压力罐上部设置带透视孔镜透视孔，压力罐内设置卧式蜂窝式填料器，所述的卧式蜂窝式填料器由金属框架和放置在金属框架内的5-10根其管壁上带有小孔的金属管组成，金属框架由两平行放置的框架盖和位于框架盖之间并焊接于两框架盖周边上的510片栅条构成，卧式压力罐尾端和进料端分别安装控制进气的电磁阀和用于控制泻压的泻压电磁阀；所述卧式压力罐为圆筒形或方筒形卧式压力罐；与金属框架焊接于一体的两框架盖为带有小孔的圆形或方形框架盖；
与金属框架焊接于一体的两框架盖为带有网孔的圆形或方形框架盖。
本实用新型的优点在于可使固体物料呈蜂窝状装料，提高了装料量，提高设备利用低，且降低了生产成本，并能保持浅盘压力脉动固态发酵较高的发酵效率。本实用新型适用生物农药、酶制剂、农用抗生素、单细胞蛋白等发酵产品的生产，与浅盘式发酵相比，其装料系数由30.72％(V/V)提高到66.92％。
以下结合附图及实施例进一步描述本实用新型。
附
图1为本实用新型的结构示意图；附图2为卧式蜂窝式填料器的结构示意图；其中压力罐1 蜂窝式填料器2保温套3透视孔镜4 电磁阀5 泻压电磁阀6底端盖11 罐盖12 金属框架21钢管22框架盖23 栅条24小孔25由图可知，本实用新型提供的蜂窝式装料压力脉动固态发酵反应器，为一种密闭压力静态发酵反应器，包括底端盖11与其呈一体结构的卧式压力罐1，压力罐1另一端螺钉连接带有小孔的罐盖12，压力罐1外壁上设置保温套3，压力罐1上部设置带透视孔镜4透视孔，压力罐1内设置卧式蜂窝式填料器2，所述的卧式蜂窝式填料器2由金属框架21和放置在金属框架21内的5-10根其管壁上带有小孔的金属钢管22组成，金属框架21由两平行放置的框架盖23和位于框架盖23之间并焊接于两框架盖23周边上的5-10片栅条24构成，卧式压力罐1尾端和进料端分别安装控制进气的电磁阀5和用于控制泻压的泻压电磁阀6，并分别装有压力表7；所述卧式压力罐可为圆筒形或方筒形卧式压力罐；与金属框架21焊接于一体的两框架盖23为带有小孔25的圆形或方形框架盖；
与金属框架21焊接于一体的两框架盖23为带有网孔的圆形或方形框架盖。
本实施例的卧式压力罐1为圆筒形压力罐(当然也可为方筒形压力罐)，其直径为400mm，长度为2000mm，其内安装的卧式蜂窝式填料器2的金属框架21的结构如图2所示，两框架盖23为带有小孔25的圆形框架盖，位于两平行放置的框架盖23之间并焊接于两框架盖23周边上的5-10片栅条24和两框架盖23构成了本实施例图2所示的圆筒形金属框架21。当压力罐为方筒形压力罐时，可将金属框架21做成相应的方筒形金属框架。
使用时，将装好了固体发酵料的卧式圆筒形蜂窝式填料器2，推入压力罐1内，盖上端盖12，打开控制进气的电磁阀5，给压力罐1充入干净的无菌压缩空气，在一定的压力下，进行固态发酵，在发酵过程中，根据需要，随时用泻压电磁阀6控制气相泻压，采用本实用新型的结构，可使固体物料呈蜂窝状装料，提高了装料量，提高设备利用率，可降低生产成本，本实用新型适用生物农药、酶制剂、农用抗生素、单细胞蛋白等发酵产品的生产，与浅盘式发酵相比，其装料系数由30.72％(V/V)提高到66.92％。
权利要求1．一种蜂窝式装料压力脉动固态发酵反应器，其特征在于，该固态发酵反应器为一种密闭压力静态发酵反应器，包括底端与其呈一体结构的卧式压力罐，压力罐另一端螺钉连接罐盖，压力罐外壁上设置保温套，压力罐上部设置带透视孔镜透视孔，压力罐内设置卧式蜂窝式填料器，所述的卧式蜂窝式填料器由金属框架和放置在金属框架内的5-10根其管壁上带有小孔的金属钢管组成，金属框架由两平行放置的框架盖和位于框架盖之间并焊接于两框架盖周边上的5-10片栅条构成，卧式压力罐尾端和进料端分别安装控制进气的电磁阀和用于控制泻压的泻压电磁阀。
2．按权利要求1所述的蜂窝式装料压力脉动固态发酵反应器，其特征在于，所述卧式压力罐为圆筒形或方筒形卧式压力罐。
3．按权利要求1所述的蜂窝式装料压力脉动固态发酵反应器，其特征在于，所述的与金属框架焊接于一体的两框架盖为带有小孔的圆形或方形框架盖；
4．按权利要求1所述的蜂窝式装料压力脉动固态发酵反应器，其特征在于，所述的与金属框架焊接于一体的两框架盖为带有网孔的圆形或方形框架盖。
专利摘要本实用新型的蜂窝式装料压力脉动固态发酵反应器,为密闭压力静态发酵反应器,压力罐外设保温套,其上部设透视孔,内设卧式蜂窝式填料器:由金属框架和放置在金属框架内的5—10根其管壁上带有小孔的金属钢管组成,金属框架由两平行放置的框架盖和位于框架盖之间并焊接于两框架盖周边上的5—10片栅条构成,压力罐两端分别安装控制进气的电磁阀和控制泻压的泻压电磁阀,本发酵反应器装料量大,易放大,减少染菌,降低生产成本。
文档编号C12M1/00GK2460525SQ002668
公开日2001年11月21日 申请日期2000年12月21日 优先权日2000年12月21日
发明者陈洪章, 李春, 李佐虎 申请人:中国科学院化工冶金研究所