专利名称：对好氧微生物发酵培养基或流加物连续消毒杀菌系统进行带压热水消毒工艺及设备管路配置的制作方法
技术领域：
本发明涉及微生物エ业发酵生产领域，特别是ー种用于针对好氧微生物在エ业生产中对发酵培养基或流加物连续消毒杀菌系统(简称连消系统)进行带压高温热水消毒的 エ艺(又称带压水消)及设备管路配置
背景技术：
在以发酵工程为核心内容的生物技术在不断发展的今天，借助微生物培养进行产品生产已涉及医药、化工、轻エ、能源、环保等领域，随着发酵工程趋向设备大型化、高效和自动化，对规模化的生产エ艺操作和装备设计提出了更高的要求，其中非常重要的ー个生产环节就是对发酵培养基等连消系统进行消毒的过程，特别是利用好氧微生物进行发酵生产时，对培养基和流加物的连消系统进行消毒是发酵过程的成败关键，如果连消系统消毒不彻底，将会引起在发酵过程中染菌，从而不能保证发酵产品的质量，甚至导致发酵过程失败，造成生产企业巨大的经济损失。在发酵エ业生产企业对发酵培养基或流加物连消系统进行消毒时，一般根据杀菌热介质的状态分为蒸汽(125°C 130°C )消毒(简称汽消)和高温热水(125°C 130°C ) 消毒(简称水消)两类系统。汽消系统エ艺的优点是升温快、时间短、加热效率高、操作相对简单；缺点是杀菌温度不好控制，在设备和管道中残留的物料易结垢，影响消毒的效果，是造成发酵过程染菌的因素。而水消系统的优点是杀菌温度控制平稳；在消毒的同时清洗了设备和管道，杀菌效果更加安全可靠；缺点是目前国内发酵生产企业在使用水消系统エ艺时，因为没能有效解决能量回收和系统平衡的难题，在高温水回到水罐前，为了维持系统的平衡，只能通过闪蒸和直接排放的方式，将125°C 130°C的高温热水降到100°C以下，故在循环消毒过程中需要不断地用蒸汽再将水消罐的水加热到125°C 130°C，造成能源浪费。基于上述两种消毒系统的特点，由于目前国内发酵生产企业无法解决对发酵培养基或流加物连消系统进行水消エ艺中存在的问题，所以绝大多数企业采用的都是汽消系统 エ艺，使具有安全、平稳、容易控制等特点的水消系统却无法在发酵行业中广泛使用，极大的制约了这项技术在发酵行业中的推广和应用。而如何在保持水消系统的特点，又能够降低能源消耗，这是提出本发明的ー个前题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于对好氧微生物发酵培养基或流加物连续消毒杀毒系统进行带压高温热水消毒エ艺及设备管路配置，本エ艺除完全保持了水消系统安全、可靠、控制平稳等特点外，还大大降低能源消耗，使水消系统在发酵行业得到广泛应用。为达到上述发明的目的，本发明采用以下技术方案这种用于对好氧微生物发酵培养基或流加物连续消毒杀菌系统进行带压高温热水毒消エ艺包括以下步骤I)将带压水消罐的水加满，同时，排出罐内空气，罐中水通过水消泵接入换热器 A，将水加热；2)热水通过维持罐沿着培养基或流加物的进料管路，在进发酵罐或流加罐之前返回带压水消罐，到达指定液位后，进出水进入闭路循环，不断循环加热水，罐内水温不断升高，不凝气不断排出；3)当水温到达100°C时，关闭排气阀，随着水温的升高水消罐内对应的压力也在升高，当水温达到125°C 130°C时，水消罐内对应的压力0. 14 0. 18MPa(表压)，系统进出水进入带压闭式循环状态，随即进行系统的水消，水消过程完成后，水消罐出水停止，开启进料阀门使物料进入连续消毒杀菌系统。在带压闭式循环状态下，通过开启或关闭供水泵保持罐内设定的液位。在带压闭式循环状态下，根据水消罐出水温度调节换热器A的蒸气流量。带压水消罐的高温水温度为125°C 130°C，高温水经过维持罐后沿着培养基或流加物的进料管路，在进发酵罐或流加罐之前返回水消罐，在发酵培养基或流加物进行连消之前，对从连消泵到发酵罐或流加罐的入口阀门处之间的管路和设备进行消毒。消毒完成后，关闭水消罐出水阀和回水阀，打开配料罐出料阀和发酵罐或流加罐进料阀，开始对物料进行连消。ー种用于所述的带压水消エ艺的设备管路配置，它包括带压水消罐，罐上设进水阀门VI、排空阀门V2，出水阀门V4，阀门V4连接到各连消系统的连消泵进ロ，连消泵进ロ 还与配料罐供应管上的阀门V3的出ロ相接，换热器A通过阀门6连接水消泵出ロ接阀门 V6,阀门V6的另一端接换热器A进ロ，换热器A出ロ接维持罐，维持罐的出ロ接换热器B， 换热器B的出ロ接换热器C，换热器C出ロ接进发酵罐或流加罐阀门V9，阀门V9上段设排水阀门VlO，阀门VlO另一端连接回配料罐的回水管；换热器C出ロ还接阀门VII，阀门Vll 另一端连接回带压水消罐的回水管。带压水消罐上设压カ安全阀。所述的带压水消罐设液位探头。所述的带压水消罐设温度探头和排气管上的开关阀。本エ艺亦可用于对多套发酵培养基连消系统分别进行带压水消操作；本エ艺亦可用于ー套发酵培养基连消系统和ー套流加物连消系统同时进行带压水消操作；本エ艺亦可用于多套流加物连消系统同时进行带压水消操作。本发明的优点是带压水消生产过程操作温度平稳、连续、可靠，对管路进行了清洗，防止物料在设备罐壁和管壁上结垢，提高了系统的安全性，热能损失少，降低能源消耗。
图I :本发明带压水消的设备管路配置示意I中，Vl为进水阀门，V2为排气阀门，V3为出料阀门，V4为出水阀门，V5为进料阀门，V6为进水阀门，V7为蒸汽阀门，V8为进水阀门，V9为进料阀门，VlO为排水阀门， Vll回水阀门。
具体实施例方式一种用于本带压水消エ艺的设备管路配置，它包括带压水消罐，水消罐上的进水阀门VI，该阀门连接车间供水管，水消罐上的排气阀门V2，该阀门连接排空管路；水消罐上的出水阀门V4，该阀门连接到各连消系统的连消泵进ロ ；连消泵进ロ还与配料罐供应管上的出料阀门V3的出口相接。设备管路配置还包括换热器A (升温)，换热器B (预热)，换热器C (降温)及維持罐。换热器A进水阀门V6，该阀门一端连接进水管道，另一端连接换热器A物料通道进ロ ； 换热器A蒸汽阀门V7，该阀门一端连接进蒸汽管道，另一端连接换热器A蒸汽通道进ロ ；换热器B进料阀门V5，该阀门一端连接进料管道，另一端连接换热器B物料通道进ロ；换热器 C进水阀门V8，该阀门一端连接冷却水进水管道，另一端连接换热器C冷却水通道进ロ。换热器B的出ロ接换热器C，换热器C出ロ接进发酵罐或流加罐进料阀门V9，该阀门一端连接进料(进水)管，另一端连接发酵罐或流加罐；阀门V9上段排水阀门V10，该阀门一端连接进料(进水)管，另一端连接回配料罐的回水管；回水阀门VII，该阀门一端连接进料(进水)管，另一端连接回带压水消罐的回水管。本配置中，换热器A(加热)、换热器B(预热)，换热器C(降温)可采用螺旋板换热器。本带压水消エ艺的具体操作步骤如下I)打开带压水消罐进水阀门VI，往带压水消罐内补水，同时打开水消罐排气阀门2，排出罐内空气；2)水消罐满罐后,依次开启水消罐出水阀门4、连消泵、进水阀6,使水消罐的水通过连消泵直接进入换热器A，同时开启蒸汽阀7，使蒸汽进入换热器A，将水加热，开启发酵罐或流加罐进料阀V9上部小排水阀VlO和水消罐回水阀VII，使热水通过整个维持罐和换热器B及换热器C，直到进料阀V9上部，对其进行消毒，并返回带压水消罐；此时配料罐出料阀V3、换热器B进料阀V5、换热器C的冷却水进水阀V8、发酵罐或流加罐进料阀V9均为关闭状态；3)当高温水返回带压水消罐后，且水消罐达到指定液位，自动关闭进水阀VI，使系统进入闭式循环状态；4)高温水与水消罐内的冷水混合会降温，随着不断循环加热水，罐内水温不断升高，不凝气不断排出，当温度达到设定的100°C吋，自动关闭排气阀V2;水消罐内水温大于 100°C后，随着水温的升高水消罐内对应的压力也在升高，当水温达到125°C 130°C吋，带压水消罐内对应的压力0. 14 0. ISMPa (表压)，使系统进出水进入带压闭式循环状态；5)连消泵根据罐内设定的液位进行运行，低液位开泵，高液位停泵，保证罐内液位；6)当换热器A出水水温达到125°C 130°C吋，开始记录循环时间；7)水消过程完成后，关闭阀门V4，水消罐出水停止，同时开启阀门V3，使物料进入连消系统；关闭阀门VII、阀门V10，打开阀门V9，使热水不回带压水消罐而进到发酵罐内； 关闭阀门V6，同时打开阀门V5，使物料进入换热器B进行预热；开启阀门V8，冷却水进入换热器C，对物料进行冷却，这时物料连消系统开始运行，并把管道中剰余的水顶到发酵罐中，开始发酵培养基或流加物的连消过程。
权利要求
1.一种用于对好氧微生物发酵培养基或流加物连续消毒杀菌系统进行带压高温热水消毒エ艺，其特征在于它包括以下步骤1)将带压水消罐的水加满，同时,排出罐内空气,罐中水通过水消泵接入换热器A，将水加热；2)热水通过维持罐沿着培养基或流加物的进料管路，在进发酵罐或流加罐之前返回带压水消罐，到达指定液位后，进出水进入闭路循环，不断循环加热水，罐内水温不断升高，不凝气不断排出；3)当水温到达100°C时，关闭排气阀，随着水温的升高水消罐内对应的压力也在升高， 当水温达到125°C 130°C时，水消罐内对应的压力0. 14 0. 18MPa(表压)，系统进出水进入带压闭式循环状态，随即进行系统的水消，水消过程完成后，水消罐出水停止，开启进料阀门使物料进入连续消毒杀菌系统。
2.根据权利要求I所述的带压高温热水消毒エ艺，其特征在于在带压闭式循环状态下，通过开启或关闭连消泵保持罐内设定的液位。
3.根据权利要求I所述的带压高温热水消毒エ艺，其特征在于在带压闭式循环状态下，根据水消罐出水温度调节换热器A的蒸气流量。
4.ー种用于权利要求I所述的带压水消エ艺的设备管路配置，其特征在于它包括带压水消罐，罐上设进水阀门VI、排空阀门V2，出水阀门V4，阀门V4连接到各连消系统的连消泵进ロ，连消泵进ロ还与配料罐供应管上的阀门V3的出口相接，换热器A通过阀门6连接水消泵出ロ接阀门V6，阀门V6的另一端接换热器A进ロ，换热器A出ロ接维持罐，维持罐的出ロ接换热器B，换热器B的出ロ接换热器C，换热器C出ロ接进发酵罐或流加罐阀门 V9,阀门V9上段设排水阀门V10，阀门VlO另一端连接回配料罐的回水管；换热器C出口还接阀门VII，阀门Vll另一端连接回带压水消罐的回水管。
5.根据权利要求4所述的设备管路配置，其特征在于带压水消罐上设压カ安全阀。
6.根据权利要求4所述的设备管路配置，其特征在于所述的带压水消罐设液位探头。
7.根据权利要求4所述的设备管路配置，其特征在于所述的带压水消罐设温度探头和排气管上的开关阀。
全文摘要
一种用于对好氧微生物发酵培养基或流加物连续消毒杀菌系统进行带压高温热水消毒工艺及设备管路配置，工艺包括以下步骤1)将带压水消罐的水加满，同时，排出罐内空气，罐中水通过连消泵接入换热器A，将水加热；2)热水通过维持罐沿着培养基或流加物的进料管路，在进发酵罐或流加罐之前返回带压水消罐，到达指定液位后，进出水进入闭路循环，不断循环加热水，罐内水温不断升高，不凝气不断排出；3)当水温到达100℃时，关闭排气阀，随着水温的升高水消罐内对应的压力也在升高，当水温达到125℃～130℃时，系统进出水进入带压闭式循环状态，随即进行系统的水消。本发明的优点是带压水消生产过程平稳、连续、可靠，提高了发酵工程培养基或流加物连消系统的安全性，带压水消热能损失少，降低能源消耗。
文档编号A61L2/04GK102600490SQ201210009179
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者印建钢, 苏峰洁 申请人:中国中轻国际工程有限公司