發(fā)酵罐工藝流程及關(guān)鍵技術(shù)介紹
1.技術(shù)原理
(1)發(fā)酵用壓縮空氣新型冷卻及能量利用技術(shù):空壓機制取壓縮空氣,出口空氣降溫由水冷轉(zhuǎn)為風冷的技術(shù)改造。壓縮空氣制取方式采用軸流式風機及兩臺電動離心機供應(yīng),其出口溫度為185℃,為滿足工藝要求,需降溫至110℃左右。該技術(shù)采用風冷替代水冷的冷卻方式,被加熱的空氣作為烘干發(fā)酵菌渣的加熱劑,即提高了有效熱能二次利用,也可節(jié)省循環(huán)水量。
(2)新型氣升式二次補氣發(fā)酵技術(shù):增加發(fā)酵罐高度,利用文丘里管的噴射攪拌作用代替攪拌電機,可省去發(fā)酵罐攪拌電動機,克服了普通的氣升式發(fā)酵罐內(nèi)的導流筒只有導流作用、不能調(diào)節(jié)溫度的難題。本技術(shù)的導流筒具有調(diào)溫和導流兩種作用,并且為雙面換熱,節(jié)能;同時,導流桶中上部增加二次補氣環(huán)管,管內(nèi)空氣向下噴射,利用發(fā)酵罐內(nèi)循環(huán)液把此部分空氣帶回到空氣噴嘴處,再與發(fā)酵液混合向上噴入氣升桶,提高發(fā)酵液溶氧率和空氣利用率,從而降低生產(chǎn)成本。
2.關(guān)鍵技術(shù)
(1)發(fā)酵用壓縮空氣新型冷卻及能量利用技術(shù);
(2)新型氣升式二次補氣發(fā)酵技術(shù)。
3.工藝流程
(1)發(fā)酵用壓縮空氣新型冷卻及能量利用技術(shù)
該技術(shù)將一級冷卻改為自然風冷卻,為使壓縮空氣由185℃降溫至110℃左右,使用空氣作為冷卻劑,壓縮空氣冷卻的同時,被加熱的空氣可升溫至110℃左右,作為烘干發(fā)酵菌渣的加熱劑。二級冷卻不變,改用自然風冷,節(jié)省循環(huán)水量,把被加熱的空氣作為有效熱能二次利用,去烘干發(fā)酵產(chǎn)生的菌渣,替代原來用蒸汽烘干的方式,既降低熱污染又節(jié)約蒸汽。
(2)新型氣升式二次補氣發(fā)酵技術(shù)
該技術(shù)在發(fā)酵罐內(nèi)增設(shè)導流筒,采用氣流攪拌方式。壓縮空氣從罐體下部進入,靠壓縮空氣的壓力,帶動導流筒內(nèi)部的發(fā)酵液自下而上流動,至導流筒頂端后,向四周分散并沿導流筒與罐壁間空腔往下流動,從而形成料液的循環(huán)。同時可使空氣與料液充分混合,取消了機械攪拌,節(jié)約了電能,且攪拌混合更充分,降低發(fā)酵過程中的染菌概率,提高了產(chǎn)品的效價。發(fā)酵罐體底部安裝有空氣噴嘴1,空氣經(jīng)氣升桶2,進入調(diào)溫導流桶3,在導流桶2內(nèi)完成調(diào)溫、導流、均勻混合后,重返氣升桶3下部進口,完成一個工作循環(huán)(見圖3)。導流桶中上部增加二次補氣環(huán)管5,管內(nèi)空氣向下噴射,利用發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液把此部分空氣帶回到空氣噴嘴處再與發(fā)酵液混合向上噴入氣升桶,工藝空氣與發(fā)酵液接觸時間和路徑延長一倍,提高發(fā)酵液溶氧率和空氣利用率,降低生產(chǎn)成本,達到節(jié)能的目的。
預計未來5年,我國發(fā)酵行業(yè)年耗能約2500萬tce,其中用于發(fā)酵工序的能耗約占40%,根據(jù)發(fā)酵行業(yè)實際情況,采用新型生物反應(yīng)器和節(jié)能生物發(fā)酵新技術(shù)后,噸產(chǎn)品能耗由1tce降到0.8tce,實現(xiàn)能耗降低20%,按行業(yè)推廣比例60%計算,則每年可節(jié)能120萬tce,年減排能力約317萬tCO2。
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