專利名稱：具有針織布填料系統(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，具體涉及一種具有針織布填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔。
背景技術(shù)：
液態(tài)淋燒發(fā)酵生產(chǎn)的實質(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，固態(tài)載體的高孔隙率為微生物生長提供了巨大的界面，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所需的氧氣，從而提供了更有利于微生物生長代謝的環(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，近年來被應(yīng)用于有機酸、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)重問題是經(jīng)過一到三個月左右淋澆回流后，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)酵塔在使用一段時間后，生產(chǎn)速度回明顯減慢，最后無法使用，必須進行更換。謝愷熙等把填充料進行有序的排列，進行懸空無底處理，把原來支撐填充料的假底置于塔下的發(fā)酵液液面以下，形成一個較為完善的醋酸發(fā)酵設(shè)備，其工作原理跟原來一樣，只是填充料比以前更充分被發(fā)酵液“噴淋”使菌膜剛生長就被沖下而不能積聚，一些死角生長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，通過降低液面即可把菌膜從入孔處清理到塔夕卜，而無需進行大面積對填充料進行更換清洗，保證產(chǎn)酸速度的穩(wěn)定，延長填充料的使用壽命，大大節(jié)約成本。另外由于進行了有序排列，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，例如填裝一個直徑的發(fā)酵塔約需要200個工時。即使如此，填充料必須進行更換，而填充料更換不僅費時、費工，增加生產(chǎn)成本，還污染環(huán)境。目前國內(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)不能長期進行循環(huán)生產(chǎn)的主要因素。針織物主要由縱向或橫向一個系統(tǒng)串聯(lián)起來的紗圈聯(lián)結(jié)而成。由同根紗線的橫向線圈串套形成緯編織物；由平行排列的經(jīng)紗所形成的橫向線圈串套而成經(jīng)編織物。針織物的結(jié)構(gòu)單元是線圈，線圈形成彎曲的三維空間曲線。形成按照特定分布規(guī)律分布的不同尺度的空隙，有經(jīng)編、緯編、編織等類型，可以形成毛巾類，人造皮毛類、毛圈類等特征結(jié)構(gòu)的織物。針織布生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的拓展促進高性能無機物、聚合物纖維的使用，滿足產(chǎn)業(yè)用紡織品的特別需求，如纖維細度小，耐高溫、耐化學(xué)性、良好的強度和彈性、醫(yī)療用產(chǎn)品舒適性、與食品接觸的安全性等要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種使用針織布型填料系統(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。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下本實用新型的使用針織布型填料系統(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)為針織布型填料系統(tǒng)。所述的針織布型填料系統(tǒng)包括設(shè)置在塔內(nèi)的滾軸和纏繞在滾軸上的針織布，針織布一端連接放卷裝置，另一端連接收卷裝置。所述的機織布在塔內(nèi)水平、豎直交錯設(shè)置(也可以采用其他設(shè)置形式)，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，根據(jù)塔的具體尺寸確定。所述的針織布為有機機織物或無機機織物，其克重范圍為O. l-7000g/m2;密度范圍為O. OOl-lOg/cm3、針織布填充體積為塔內(nèi)體積的1/20-9/10。所述針織布型填料的針織布可以選擇緯編織物、經(jīng)編織物、縫編織物、編織織物等及其與其他機織、無紡布、纖維復(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。所述的針織布填料的材質(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)備的運轉(zhuǎn)速度為lmm/h-10m/h。本實用新型的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔除了填料系統(tǒng)采用機織布填料以外，其余未提及之處均采用現(xiàn)有技術(shù)。本實用新型的液態(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、細菌纖維素的液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)。采用本實用新型的針織布型填料系統(tǒng)，利用針織布的定向運動，帶走液態(tài)淋澆食醋發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)生的細菌纖維素及其聚集成的細菌纖維素膜體系。徹底解決該膜堵塞填充料間的空隙，空氣和發(fā)酵液不能正常流動而終止發(fā)酵生產(chǎn)食醋的問題。由于細菌纖維素的功能性決定料其價值高，長滿細菌纖維素的針織布填料可以按特定的商品出售或進行二次開發(fā)和精細加工，彌補因購買針織布填料而花費的費用。不但太大節(jié)約了成本，而且可以帶來新的利潤。另外由于進行了有序排列，填充料的單位利用率比傳統(tǒng)堆放法提高。

圖I是本實用新型的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實施例的液態(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13，塔體下部設(shè)有流量計15，在塔體底部設(shè)有取樣口16，塔體底部設(shè)有進料管道18和出料管道19，出料管道上設(shè)有耐酸泵20，進料管道通過上液管17與回淋盤2連接。所述的填料系統(tǒng)為針織布型填料系統(tǒng)。所述的針織布型填料系統(tǒng)包括設(shè)置在塔內(nèi)的滾軸4和纏繞在滾軸上的針織布3，針織布一端連接放卷裝置12，另一端連接收卷裝置6。如圖I所示，所述的針織布在塔內(nèi)傾斜設(shè)置，所述的滾軸直徑為O. 004米，兩滾軸之間的距離為2米。根據(jù)實際安裝需要，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)食醋為例說明本實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毫米的聚丙烯針刺針織布填料按照密度O. 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。針織布填料在放卷和收卷機構(gòu)的帶動下，按照如圖所示的運動方向在工藝運行速度條件下運動，即把針織布填充料進行有序的排列，進行懸空無底處理，把原來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針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，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繁殖，并把乙醇氧化成醋酸。通過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·產(chǎn)酸速度為O. 27kg / m3h(以醋酸計)。針織布填充料充分被發(fā)酵液“噴淋”后，細菌纖維素菌膜生長而積聚在針織布填料上邊。針織布填料被細菌纖維素菌膜完全覆蓋達到影響醋酸生產(chǎn)效率的時候，新的針織布填料自動喂入，而完全覆蓋細菌纖維素菌膜的針織布填料在設(shè)定的運動速度下被發(fā)酵塔外的卷取輥收集而自動更換，大量的細菌纖維素被針織布填料帶出塔外，一些死角生長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，通過降低液面即可把集存的菌膜從入孔清理到塔外，而無需進行停車對填充料進行更換清洗，保證了產(chǎn)酸速度的穩(wěn)定。本實用新型使用針織布型填料系統(tǒng)，利用針織布的定向運動，帶走液態(tài)淋澆食醋發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)生的“海月”細菌纖維素及其聚集成的細菌纖維素膜體系。徹底解決該膜堵塞填充料間的空隙，空氣和發(fā)酵液不能正常流動而終止發(fā)酵生產(chǎn)食醋的問題。由于細菌纖維素的功能性決定料其價值比醋高，長滿細菌纖維素的針織布填料可以按特定的商品出售或進行二次開發(fā)和精細加工，彌補因購買針織布填料而花費的費用。不但太大節(jié)約了成本，而且可以帶來新的利潤。另外由于進行了有序排列，填充料的單位利用率比傳統(tǒng)堆放法提高。實施例2與實施例I不同的所述的滾軸直徑為O. 008米，兩滾軸之間的距離為5米。所述的針織布為厚度3毫米的聚脂針刺針織布，填充體積為塔體積的9 /10。其余均同實施例I的技術(shù)方案。實施例3與實施例I不同的所述的滾軸直徑為O. 02米，兩滾軸之間的距離為10米。所述的針織布為厚度3毫米的玻璃纖維針織布，填充體積為塔體積的1/20。實施例4所述的滾軸直徑為O. 03米，兩滾軸之間的距離為O. I米。所述的針織布為厚度3毫米的玄武巖纖維針織布，填充體積為塔體積的I /3。
權(quán)利要求1.一種使用針織布型填料系統(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)為針織布型填料系統(tǒng)，所述的針織布型填料系統(tǒng)包括設(shè)置在塔內(nèi)的滾軸和纏繞在滾軸上的針織布，針織布一端連接放卷裝置，另一端連接收卷裝置；所述的機織布在塔內(nèi)水平、豎直交錯設(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。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的使用針織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，其特征在于所述的針織布為有機機織物或無機機織物，其克重范圍為O. l-7000g/m2 ;密度范圍為O. 001-10g/cm3、針織布填充體積為塔內(nèi)體積的1/20-9/10。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用針織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，其特征在于所述的針織布為緯編織物、經(jīng)編織物、縫編織物、編織織物及其與其他機織、無紡布、纖維復(fù)合加工后的復(fù)合材料中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的使用針織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，其特征在于所述的針織布填料的材質(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I所述的使用針織布型填料系統(tǒng)的液態(tài)淋澆發(fā)酵塔，其特征在于所述的收放卷設(shè)備的運轉(zhuǎn)速度為lmm/h-10m/h。
專利摘要一種使用針織布型填料系統(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)為針織布型填料系統(tǒng)。采用本實用新型的針織布型填料系統(tǒng)，利用針織布的定向運動，帶走液態(tài)淋澆食醋發(fā)酵生產(chǎn)產(chǎn)生的細菌纖維素及其聚集成的細菌纖維素膜體系。徹底解決該膜堵塞填充料間的空隙，空氣和發(fā)酵液不能正常流動而終止發(fā)酵生產(chǎn)食醋的問題。由于細菌纖維素的功能性決定料其價值高，長滿細菌纖維素的針織布填料可以按特定的商品出售或進行二次開發(fā)和精細加工，彌補因購買針織布填料而花費的費用。不但太大節(jié)約了成本，而且可以帶來新的利潤。
文檔編號C12J1/10GK202558852SQ201220214508

公開日2012年11月28日 申請日期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 申請人:中原工學(xué)院