本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)酵系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

利用生物發(fā)酵法將鋼鐵廠的工業(yè)煤氣直接轉(zhuǎn)化為乙醇是一種全新的技術(shù)。相關(guān)技術(shù)中采用連續(xù)發(fā)酵法來(lái)轉(zhuǎn)化乙醇。

為了提高發(fā)酵效率，同時(shí)提高代謝產(chǎn)物產(chǎn)量，需要保持發(fā)酵罐內(nèi)菌體量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。在相關(guān)技術(shù)中，采用陶瓷膜對(duì)發(fā)酵醪液進(jìn)行過(guò)濾。為了保持陶瓷膜通量，需要保持較高的流量及壓力，因此能耗較高。同時(shí)，由于陶瓷膜通量較低，要達(dá)到所需的濃縮量，則需要使用很大的膜面積，因此成本較高。另外，陶瓷膜運(yùn)行一段時(shí)間需要停車清洗，清洗過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生廢液。因此，現(xiàn)有技術(shù)需要一種更經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)酵菌體循環(huán)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)酵系統(tǒng)，用于降低維持發(fā)酵罐內(nèi)菌體量的成本。

本發(fā)明提供的發(fā)酵系統(tǒng)包括：

發(fā)酵罐；

離心機(jī)，通過(guò)進(jìn)料管路與所述發(fā)酵罐連接；

重相返回管路，與所述發(fā)酵罐和所述離心機(jī)連接；

所述發(fā)酵罐中的發(fā)酵醪液經(jīng)所述進(jìn)料管路進(jìn)入所述離心機(jī)進(jìn)行離心分離，分離后的重相經(jīng)所述重相返回管路返回所述發(fā)酵罐中。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：

濃液罐，通過(guò)重相出料管路與所述離心機(jī)連接，通過(guò)所述重相返回管路與所述發(fā)酵罐連接；

第一泵，設(shè)置在所述重相返回管路上；所述重相通過(guò)所述重相出料管路進(jìn)入所述濃液罐，再通過(guò)所述第一泵的作用返回所述發(fā)酵罐。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：

清液罐，通過(guò)輕相出料管路與所述離心機(jī)連接；所述發(fā)酵醪液被離心分離為所述重相和輕相，所述輕相經(jīng)所述輕相出料管路進(jìn)入所述清液罐。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：

氮?dú)膺M(jìn)氣管路，與所述濃液罐連接；

濃液罐排氣管路，連接所述濃液罐頂部和所述清液罐；

清液罐排氣管路，設(shè)置在所述清液罐頂部。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：

離心機(jī)排氣管路，連接所述離心機(jī)和所述清液罐。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：

氣壓計(jì)，設(shè)置在所述清液罐頂部；

開(kāi)關(guān)閥，設(shè)置在所述清液罐排氣管路上；

當(dāng)所述氣壓計(jì)檢測(cè)出的所述清液罐中的氣壓達(dá)到第一閾值時(shí)，通過(guò)打開(kāi)所述開(kāi)關(guān)閥使所述清液罐中的氮?dú)馀懦鏊鱿到y(tǒng)。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：

第一液位計(jì)，設(shè)置在所述濃液罐上；當(dāng)所述第一液位計(jì)檢測(cè)出所述濃液罐中的重相的液位達(dá)到預(yù)設(shè)液位時(shí)，通過(guò)所述第一泵的作用將所述重相返回所述發(fā)酵罐。

可選的，所述進(jìn)料管路上還設(shè)置有第一流量計(jì)和第一調(diào)節(jié)閥。

可選的，所述離心機(jī)具體為碟片式離心機(jī)。

可選的，所述重相的菌體含量為10％～20％，所述輕相的菌體含量為0.1％～0.3％。

本申請(qǐng)實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種技術(shù)效果：

在本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)酵系統(tǒng)中的發(fā)酵罐通過(guò)進(jìn)料管路將發(fā)酵醪液輸入離心機(jī)。在離心作用下，發(fā)酵醪液中菌體含量較高的重相被分離出來(lái)，通過(guò)重相返回管路返回發(fā)酵罐中，從而發(fā)酵罐中菌體量得以維持。同時(shí)，由于離心機(jī)運(yùn)行能耗低，能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，且不需要頻繁清洗，因此較陶瓷膜的成本更低。所以，本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)酵系統(tǒng)，既維持了菌體數(shù)量，又降低了成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)酵系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)酵系統(tǒng)，用于降低維持發(fā)酵罐內(nèi)菌體量的成本。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案總體思路如下：

在本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)酵系統(tǒng)中的發(fā)酵罐通過(guò)進(jìn)料管路將發(fā)酵醪液輸入離心機(jī)。在離心作用下，發(fā)酵醪液中菌體含量較高的重相被分離出來(lái)，通過(guò)重相返回管路返回發(fā)酵罐中，從而發(fā)酵罐中菌體量得以維持。同時(shí)，由于離心機(jī)運(yùn)行能耗低，能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，且不需要頻繁清洗，因此較陶瓷膜的成本更低。所以，本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)酵系統(tǒng)，既維持了菌體數(shù)量，又降低了成本。

下面通過(guò)附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做詳細(xì)的說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解本申請(qǐng)實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體特征是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的詳細(xì)的說(shuō)明，而不是對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)實(shí)施例以及實(shí)施例中的技術(shù)特征可以相互組合。

本文中術(shù)語(yǔ)“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：?jiǎn)为?dú)存在A，同時(shí)存在A和B，單獨(dú)存在B這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”的關(guān)系。

請(qǐng)參考圖1，為發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)酵系統(tǒng)示意圖，該發(fā)酵系統(tǒng)包括：

發(fā)酵罐1，以及通過(guò)進(jìn)料管路2連接的離心機(jī)3。具體來(lái)講，進(jìn)料管路2連接在發(fā)酵罐1的底部，因此，在發(fā)酵罐1中的發(fā)酵醪液在自身壓力的作用下進(jìn)入離心機(jī)3。本發(fā)明實(shí)施例中的離心機(jī)3具體為碟片式離心機(jī)，且轉(zhuǎn)速為3000r/min～11000r/min，例如3000r/min、5000r/min、8000r/min或11000r/min等。離心機(jī)3運(yùn)行，使發(fā)酵醪液在離心作用下被離心分離為重相和輕相。其中，本發(fā)明實(shí)施例中的重相指的是菌體含量較高的部分，輕相則指的是菌體含量較少的部分。

在本發(fā)明實(shí)施離心分離后的重相的菌體濃含量為10％～20％，例如10％、12％、14％、16％、18％或20％等。輕相的菌體含量為0.1％～0.3％，例如0.1％、0.2％或0.3％等。

在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，離心機(jī)3可以持續(xù)運(yùn)行，也可以按照預(yù)設(shè)間隔運(yùn)行，或者在離心機(jī)3中的發(fā)酵醪液達(dá)到預(yù)設(shè)量時(shí)運(yùn)行，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際進(jìn)行設(shè)置，本發(fā)明不做具體限制。

為了保持發(fā)酵罐1中的菌體量，離心分離出的重相通過(guò)重相返回管路9被送回發(fā)酵罐1中。

由上述描述可以看出，發(fā)酵系統(tǒng)中的發(fā)酵罐通過(guò)進(jìn)料管路將發(fā)酵醪液輸入離心機(jī)。在離心作用下，發(fā)酵醪液中菌體含量較高的重相被分離出來(lái)，通過(guò)重相返回管路返回發(fā)酵罐中，從而發(fā)酵罐中菌體量得以維持。同時(shí)，由于離心機(jī)運(yùn)行能耗低，能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，且不需要頻繁清洗，因此較陶瓷膜的成本更低。所以，本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)酵系統(tǒng)，既維持了菌體數(shù)量，又降低了成本。

進(jìn)一步，本發(fā)明實(shí)施例中的系統(tǒng)還包括濃液罐5和第一泵8。具體來(lái)講，濃液罐5通過(guò)重相出料管路4與離心機(jī)3連接，離心分離出的重相通過(guò)重相出料管路4進(jìn)入濃液罐5中。同時(shí)，濃液罐5與發(fā)酵罐1通過(guò)重相返回管路9連接，且在重相返回管路9上還設(shè)置有第一泵8，因此，在第一泵8的作用力下，濃液罐5中的重相被送回發(fā)酵罐1中。

另外，本發(fā)明實(shí)施例中的系統(tǒng)還包括清液罐7，通過(guò)輕相出料管路6與離心機(jī)3連接。離心機(jī)3將離心分離后的輕相通過(guò)輕相出料管路6送入清液罐7中。

在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，清液罐7中的輕相可以排出丟棄，也可以從清液罐7中排入生產(chǎn)的后一工序，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際進(jìn)行設(shè)置，本發(fā)明不做具體限制。

較佳的，為了保持清液罐7排出輕相的動(dòng)力，還可以在清液罐7的排放管路上設(shè)置第二泵10。

較佳的，還可以在清液罐7上設(shè)置第二液位計(jì)18來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)清液罐7中的輕相液位。進(jìn)一步，在第二液位計(jì)18檢測(cè)出的輕相的液位超過(guò)排出的預(yù)設(shè)液位時(shí)，啟動(dòng)第二泵10將輕相排出。

對(duì)于濃液罐也類似，在濃液罐5上設(shè)置第一液位計(jì)19來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)重相的液位。進(jìn)一步，在第一液位計(jì)19檢測(cè)出的重相的液位超過(guò)返回的預(yù)設(shè)液位時(shí)，啟動(dòng)第一泵8將重相返回發(fā)酵罐1。

可選的，為了控制發(fā)酵醪液進(jìn)入離心機(jī)3的流量，進(jìn)料管路2上還設(shè)置有第一流量計(jì)14和第一調(diào)節(jié)閥15?？刂票景l(fā)明實(shí)施例的發(fā)酵系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可以根據(jù)第一流量計(jì)14檢測(cè)出的流量自動(dòng)控制第一調(diào)節(jié)閥15的開(kāi)度，或者管理人員也可以自己根據(jù)流量調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)閥15的開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)料流量。

可選的，為了避免生產(chǎn)過(guò)程散發(fā)有害氣體損害管理人員，本發(fā)明實(shí)施例中的系統(tǒng)還包括氮?dú)膺M(jìn)氣管路11，濃液罐排氣管路12和清液罐排氣管路13。

具體來(lái)講，氮?dú)膺M(jìn)氣管路11與濃液罐5連接。而濃液罐排氣管路12則設(shè)置在濃液罐5的頂部，并且和清液罐7連接。清液罐排氣管路13設(shè)置在清液罐7的頂部。因此，氮?dú)膺M(jìn)氣管路11中排入濃液罐5的氣體，以及濃液罐5中本身存在的氣體被排入清液罐7中。而這些排入清液罐7中的氣體，同清液罐7中本身存在的氣體一起通過(guò)清液罐7頂部的清液罐排氣管路13被排放到高空或發(fā)酵尾氣處理系統(tǒng)。

所以，發(fā)酵系統(tǒng)不會(huì)任意排放氣體，避免了損害管理人員。

當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明實(shí)施例的氮?dú)膺M(jìn)氣管路11，濃液罐排氣管路12和清液罐排氣管路13中的氣體并不限于氮?dú)?，還可以包括其他氣體，例如二氧化氮、一氧化碳等發(fā)酵系統(tǒng)發(fā)酵和處理過(guò)程中所產(chǎn)生的各種氣體。

進(jìn)一步，離心機(jī)3中也會(huì)產(chǎn)生氣體，因此離心機(jī)3通過(guò)離心機(jī)排氣管路17將離心機(jī)3中的氣體排放到離心機(jī)排氣管路17連接的清液罐7中。

更進(jìn)一步，清液罐排氣管路13可以始終處于排放狀態(tài)，或者在清液罐7中的氣壓達(dá)到一定狀態(tài)時(shí)再排放。那么，本發(fā)明實(shí)施例中的系統(tǒng)還進(jìn)一步包括氣壓計(jì)20，設(shè)置在清液罐7的頂部，檢測(cè)清液罐7頂部的氣壓。清液罐排氣管路13上還設(shè)置有開(kāi)關(guān)閥22，用以通斷清液罐排氣管路13。

當(dāng)氣壓計(jì)20檢測(cè)出的氣壓達(dá)到第一閾值時(shí)，控制系統(tǒng)或者管理人員打開(kāi)開(kāi)關(guān)閥22，使清液罐排氣管路13導(dǎo)通，排放氣體。而當(dāng)氣壓計(jì)20檢測(cè)出的氣壓未達(dá)到第一閾值時(shí)，則可以關(guān)閉開(kāi)關(guān)閥22，使清液罐排氣管路13不排放氣體。第一閾值的設(shè)置按照發(fā)酵系統(tǒng)可以承受的安全氣壓以及生產(chǎn)需要設(shè)置，本發(fā)明不做具體限制。

另外，在氮?dú)膺M(jìn)氣管路11上還可以設(shè)置第二調(diào)節(jié)閥21來(lái)調(diào)節(jié)輸入系統(tǒng)的氣體流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)中的氣壓。

本申請(qǐng)實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種技術(shù)效果：

在本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)酵系統(tǒng)中的發(fā)酵罐通過(guò)進(jìn)料管路將發(fā)酵醪液輸入離心機(jī)。在離心作用下，發(fā)酵醪液中菌體含量較高的重相被分離出來(lái)，通過(guò)重相返回管路返回發(fā)酵罐中，從而發(fā)酵罐中菌體量得以維持。同時(shí)，由于離心機(jī)運(yùn)行能耗低，能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，且不需要頻繁清洗，因此較陶瓷膜的成本更低。所以，本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)酵系統(tǒng)，既維持了菌體數(shù)量，又降低了成本。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。