專利名稱：具有機(jī)織布填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微生物、發(fā)酵、紡織、食品及飲料行業(yè)和領(lǐng)域，具體涉及一種具有機(jī)織布填料系統(tǒng)的液態(tài)淋燒發(fā)酵塔。
背景技術(shù)：
液態(tài)淋燒發(fā)酵生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)為固態(tài)發(fā)酵的變種-載體吸附發(fā)酵，傳統(tǒng)的載體一般為活性載體，如果選用惰性載體吸附固態(tài)發(fā)酵，則可以克服傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵過(guò)程中底物結(jié)塊、傳質(zhì)和傳熱差以及底物的不均勻性等難題。同時(shí)，固態(tài)載體的高孔隙率為微生物生長(zhǎng)提供了巨大的界面，使得微生物可以在通入少量或不需要通入空氣或氧氣的條件下，從外界獲得自身生長(zhǎng)所需的氧氣，從而提供了更有利于微生物生長(zhǎng)代謝的環(huán)境，解決了液態(tài)攪拌通氣
發(fā)酵能耗高以及剪切力破壞作用等問(wèn)題。惰性吸附載體發(fā)酵的出現(xiàn)為固態(tài)發(fā)酵提供了新的思路，拓寬了應(yīng)用前景，近年來(lái)被應(yīng)用于有機(jī)酸、蛋白酶制劑、抗生素等的發(fā)酵生產(chǎn)中。但是，淋澆發(fā)酵生產(chǎn)中普遍存在的嚴(yán)重問(wèn)題是經(jīng)過(guò)一到三個(gè)月左右淋澆回流后，塔內(nèi)易形成皮革狀的類似纖維的透明菌膜，該膜堵塞了填充料間的空隙，空氣和發(fā)酵液不能正常流動(dòng)而必須終止發(fā)酵。傳統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔在使用一段時(shí)間后，生產(chǎn)速度回明顯減慢，最后無(wú)法使用，必須進(jìn)行更換。謝愷熙等把填充料進(jìn)行有序的排列，進(jìn)行懸空無(wú)底處理，把原來(lái)支撐填充料的假底置于塔下的發(fā)酵液液面以下，形成一個(gè)較為完善的醋酸發(fā)酵設(shè)備，其工作原理跟原來(lái)一樣，只是填充料比以前更充分被發(fā)酵液“噴淋”使菌膜剛生長(zhǎng)就被沖下而不能積聚，一些死角生長(zhǎng)的菌膜也因自重或可人為地將其沖到假底上，由于假底設(shè)于發(fā)酵液液面下，菌膜不能在其以下生長(zhǎng)，通過(guò)降低液面即可把菌膜從入孔處清理到塔夕卜，而無(wú)需進(jìn)行大面積對(duì)填充料進(jìn)行更換清洗，保證產(chǎn)酸速度的穩(wěn)定，延長(zhǎng)填充料的使用壽命，大大節(jié)約成本。另外由于進(jìn)行了有序排列，使填充料的單位利用率比傳統(tǒng)堆放法提高約一倍。由于填充料需進(jìn)行編排，第一次裝塔或更換一次填充料都比較麻煩，例如填裝一個(gè)直徑的發(fā)酵塔約需要200個(gè)工時(shí)。即使如此，填充料必須進(jìn)行更換，而填充料更換不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，增加生產(chǎn)成本，還污染環(huán)境。目前國(guó)內(nèi)外液態(tài)淋澆發(fā)酵生產(chǎn)中普遍存在這種有害現(xiàn)象，是影響液態(tài)淋澆食醋發(fā)酵生產(chǎn)不能長(zhǎng)期進(jìn)行循環(huán)生產(chǎn)的主要因素。機(jī)織物一般由經(jīng)、緯兩個(gè)方向的紗線或長(zhǎng)絲交織而成，特種三維機(jī)織物還具有捆綁紗方向的紗線或長(zhǎng)絲。它的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是外表呈平面型板狀，經(jīng)、緯兩向結(jié)構(gòu)重復(fù)，垂直向一般結(jié)構(gòu)單一，但也可以是幾層。經(jīng)緯紗線交織成網(wǎng)狀，既有覆蓋，又有空隙，并有一定厚度。機(jī)織布生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的拓展促進(jìn)高性能無(wú)機(jī)物、聚合物纖維的使用，滿足產(chǎn)業(yè)用紡織品的特別需求，如多尺度空隙、纖維細(xì)度小，耐高溫、耐化學(xué)性、良好的強(qiáng)度和彈性、醫(yī)療用產(chǎn)品舒適性、與食品接觸的安全性等要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種使用機(jī)織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，以滿足微生物、發(fā)酵、紡織、食品及飲料等相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域的需求。[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型的使用機(jī)織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，包括塔體，塔體內(nèi)頂部設(shè)有回淋盤，塔體內(nèi)上部為填料系統(tǒng)，下部為發(fā)酵液，填料系統(tǒng)和發(fā)酵液之間設(shè)有假底；所述的填料系統(tǒng)為機(jī)織布型填料系統(tǒng)。所述的機(jī)織布型填料系統(tǒng)包括設(shè)置在塔內(nèi)的滾軸和纏繞在滾軸上的機(jī)織布，機(jī)織布一端連接放卷裝置，另一端連接收卷裝置。所述的機(jī)織布在塔內(nèi)水平設(shè)置(也可以采用其他設(shè)置形式)，所述的滾軸直徑為0. 004-0. 05米，兩滾軸之間的距離為0. 1-10米，根據(jù)塔的具體尺寸確定。所述的機(jī)織布為有機(jī)機(jī)織物或無(wú)機(jī)機(jī)織物，其克重范圍為0. l-7000g/m2;密度范圍為0. OOl-lOg/cm3、機(jī)織布填充體積為塔內(nèi)體積的1/20-9/10。所述機(jī)織布型填料的機(jī)織布可以選擇有機(jī)機(jī)織物、無(wú)機(jī)機(jī)織物；兩維機(jī)織物、三維機(jī)織物及與其他縫編、針織、無(wú)紡布等復(fù)合加工后的復(fù)合材料等，如毛巾類、人造毛皮、毛圈織物等。所述的機(jī)織布填料的材質(zhì)為聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、玻璃、氧化鋁或氧化鈦中的任意一種。所述的收放卷設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度為lmm/h-10m/h。本實(shí)用新型的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔除了填料系統(tǒng)采用機(jī)織布填料以外，其余未提及之處均采用現(xiàn)有技術(shù)。本實(shí)用新型的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔應(yīng)用范圍廣，可以適用于食醋、紅茶菌飲料、細(xì)菌纖維素的液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)。采用本實(shí)用新型的機(jī)織布型填料系統(tǒng)，利用機(jī)織布的定向運(yùn)動(dòng)，帶走液態(tài)淋澆食醋發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)生的細(xì)菌纖維素及其聚集成的細(xì)菌纖維素膜體系。徹底解決該膜堵塞填充料間的空隙，空氣和發(fā)酵液不能正常流動(dòng)而終止發(fā)酵生產(chǎn)食醋的問(wèn)題。由于細(xì)菌纖維素的功能性決定料其價(jià)值高，長(zhǎng)滿細(xì)菌纖維素的機(jī)織布填料可以按特定的商品出售或進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和精細(xì)加工，彌補(bǔ)因購(gòu)買機(jī)織布填料而花費(fèi)的費(fèi)用。不但太大節(jié)約了成本，而且可以帶來(lái)新的利潤(rùn)。另外由于進(jìn)行了有序排列，填充料的單位利用率比傳統(tǒng)堆放法提高。

圖I是實(shí)施例中的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。實(shí)施例I本實(shí)施例的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔的結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示，包括塔體1，塔體I內(nèi)頂部設(shè)有回淋盤2，塔體內(nèi)上部為填料系統(tǒng)，下部為發(fā)酵液10，填料系統(tǒng)和發(fā)酵液之間設(shè)有假底9;假底9設(shè)于發(fā)酵液液面以下。在塔體上部設(shè)有排氣孔11，中部設(shè)有進(jìn)氣孔7。在發(fā)酵液液面處設(shè)有視鏡，用于觀察塔內(nèi)反應(yīng)情況。在塔體下部設(shè)有用于操作人員出入的人孔14，在填料系統(tǒng)和發(fā)酵液處分別設(shè)有溫度計(jì)13，塔體下部設(shè)有流量計(jì)15，在塔體底部設(shè)有取樣口16，塔體底部設(shè)有進(jìn)料管道18和出料管道19，出料管道上設(shè)有耐酸泵20，進(jìn)料管道通過(guò)上液管17與回淋盤2連接。所述的填料系統(tǒng)為機(jī)織布型填料系統(tǒng)。所述的機(jī)織布型填料系統(tǒng)包括設(shè)置在塔內(nèi)的滾軸4和纏繞在滾軸上的機(jī)織布3，機(jī)織布一端連接放卷裝置12，另一端連接收卷裝置6。根據(jù)實(shí)際安裝需要，滾軸4可以采用軸承架架設(shè)在酵塔內(nèi)壁上，也可以采用支架架設(shè)在發(fā)酵塔內(nèi)部。以生產(chǎn)食醋為例說(shuō)明本實(shí)用新型的工作原理在方形食醋液態(tài)淋澆發(fā)酵塔內(nèi)，厚度2毫米的聚丙烯針刺機(jī)織布填料按照密度0. 9、使用I /2塔內(nèi)體積和垂直排列方式裝在食醋液態(tài)淋澆發(fā)酵塔內(nèi)安裝填料的相應(yīng)位置。機(jī)織布填料在放卷和收卷機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，按照如圖所示的運(yùn)動(dòng)方向在工藝運(yùn)行速度條件下運(yùn)動(dòng)，即把機(jī)織布填充料進(jìn)行有序的排列，進(jìn)行懸空無(wú)底處理，把原來(lái)支撐填充料的假底置于塔下的發(fā)酵液液面以下，形成一個(gè)較為完善的醋酸發(fā)酵設(shè)備。含有醋酸菌的發(fā)酵液自上而下淋澆在用機(jī)織布制成的填充料體系上。使填充料大量的吸附發(fā)酵液及醋酸菌，空氣經(jīng)填充料之間的縫隙流動(dòng)，部分氧溶解在填充料表面，在適合的溫度下醋酸菌迅速生長(zhǎng)繁殖，并把乙醇氧化成醋酸。通過(guò)淋澆把填充料上濃度高的醋酸沖下，并把乙醇濃度高的發(fā)酵液補(bǔ)充到填充料。如此反復(fù)直至把乙醇基本氧化完全。采用分割法(即留下部分發(fā)酵液作種的辦法)繼續(xù)下一輪發(fā)酵，填充料正常時(shí)·產(chǎn)酸速度為0.27kg / m3h(以醋酸計(jì))。機(jī)織布填充料充分被發(fā)酵液“噴淋”后，細(xì)菌纖維素菌膜生長(zhǎng)而積聚在機(jī)織布填料上邊。機(jī)織布填料被細(xì)菌纖維素菌膜完全覆蓋達(dá)到影響醋酸生產(chǎn)效率的時(shí)候，新的機(jī)織布填料自動(dòng)喂入，而完全覆蓋細(xì)菌纖維素菌膜的機(jī)織布填料在設(shè)定的運(yùn)動(dòng)速度下被發(fā)酵塔外的卷取輥收集而自動(dòng)更換，大量的細(xì)菌纖維素被機(jī)織布填料帶出塔外，一些死角生長(zhǎng)的菌膜因自重或可人為地將其沖到假底上，由于假低設(shè)于發(fā)酵液液面下。菌膜不能在其以下生長(zhǎng)，通過(guò)降低液面即可把集存的菌膜從入孔清理到塔外，而無(wú)需進(jìn)行停車對(duì)填充料進(jìn)行更換清洗，保證了產(chǎn)酸速度的穩(wěn)定。本實(shí)用新型使用機(jī)織布型填料系統(tǒng)，利用機(jī)織布的定向運(yùn)動(dòng)，帶走液態(tài)淋澆食醋發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)生的“海月”細(xì)菌纖維素及其聚集成的細(xì)菌纖維素膜體系。徹底解決該膜堵塞填充料間的空隙，空氣和發(fā)酵液不能正常流動(dòng)而終止發(fā)酵生產(chǎn)食醋的問(wèn)題。由于細(xì)菌纖維素的功能性決定料其價(jià)值比醋高，長(zhǎng)滿細(xì)菌纖維素的機(jī)織布填料可以按特定的商品出售或進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和精細(xì)加工，彌補(bǔ)因購(gòu)買機(jī)織布填料而花費(fèi)的費(fèi)用。不但太大節(jié)約了成本，而且可以帶來(lái)新的利潤(rùn)。另外由于進(jìn)行了有序排列，填充料的單位利用率比傳統(tǒng)堆放法提高。實(shí)施例2與實(shí)施例I不同的是所述的滾軸直徑為0. 004米，兩滾軸之間的距離為I米。所述的機(jī)織布為厚度3毫米的聚脂針刺機(jī)織布，填充體積為塔體積的I /3。其余均同實(shí)施例I的技術(shù)方案。實(shí)施例3與實(shí)施例I不同的所述的滾軸直徑為0. 008米，兩滾軸之間的距離為5米。所述的機(jī)織布為厚度3毫米的聚脂針刺機(jī)織布，填充體積為塔體積的9 /10。其余均同實(shí)施例I的技術(shù)方案。實(shí)施例4[0034]與實(shí)施例I不同的所述的滾軸直徑為0. 02米，兩滾軸之間的距離為10米。所述的機(jī)織布為厚度3毫米的玻璃纖維機(jī)織布，填充體積為塔體積的1/20。實(shí)施例5所述的滾軸直徑為0. 03米，兩滾軸之間的距離為0. I米。所述的機(jī)織布為厚度3毫米的玄武巖纖維機(jī)織布，填充體積為塔體積的I /3。
權(quán)利要求1.一種使用機(jī)織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，包括塔體，塔體內(nèi)頂部設(shè)有回淋盤，塔體內(nèi)上部為填料系統(tǒng)，下部為發(fā)酵液，填料系統(tǒng)和發(fā)酵液之間設(shè)有假底；其特征在于所述的填料系統(tǒng)為機(jī)織布型填料系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用機(jī)織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，其特征在于所述的機(jī)織布型填料系統(tǒng)包括設(shè)置在塔內(nèi)的滾軸和纏繞在滾軸上的機(jī)織布，機(jī)織布一端連接放卷裝置，另一端連接收卷裝置；所述的機(jī)織布在塔內(nèi)水平設(shè)置，所述的滾軸直徑為O.004-0. 05米，兩滾軸之間的距離為O. 1-10米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用機(jī)織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，其特征在于所述的機(jī)織布為有機(jī)機(jī)織物或無(wú)機(jī)機(jī)織物，其克重范圍為O. l-7000g/m2 ;密度范圍為O.001-10g/cm3、機(jī)織布填充體積為塔內(nèi)體積的1/20-9/10。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的使用機(jī)織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，其特征在于所述的機(jī)織布填料的材質(zhì)為聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、玻璃、氧化鋁或氧化鈦中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用機(jī)織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，其特征在于所述的收放卷設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度為lmm/h-10m/h。
專利摘要一種使用機(jī)織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，包括塔體，塔體內(nèi)頂部設(shè)有回淋盤，塔體內(nèi)上部為填料系統(tǒng)，下部為發(fā)酵液，填料系統(tǒng)和發(fā)酵液之間設(shè)有假底；所述的填料系統(tǒng)為機(jī)織布型填料系統(tǒng)。采用本實(shí)用新型的機(jī)織布型填料系統(tǒng)，利用機(jī)織布的定向運(yùn)動(dòng)，帶走液態(tài)淋澆食醋發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)生的細(xì)菌纖維素及其聚集成的細(xì)菌纖維素膜體系。徹底解決該膜堵塞填充料間的空隙，空氣和發(fā)酵液不能正常流動(dòng)而終止發(fā)酵生產(chǎn)食醋的問(wèn)題。由于細(xì)菌纖維素的功能性決定料其價(jià)值高，長(zhǎng)滿細(xì)菌纖維素的機(jī)織布填料可以按特定的商品出售或進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和精細(xì)加工，彌補(bǔ)因購(gòu)買機(jī)織布填料而花費(fèi)的費(fèi)用。不但太大節(jié)約了成本，而且可以帶來(lái)新的利潤(rùn)。
文檔編號(hào)A23F3/00GK202558851SQ20122021319
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者張迎晨, 吳紅艷, 張夏楠, 肖俊, 張倩倩 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院