專利名稱：生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生物發(fā)酵 法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
長碳鏈二元酸(Long chain dicarboxy acids)是指碳鏈中含有10個以上碳原子 的脂肪族二羧酸(簡稱DCn)，包括飽和及不飽和二羧酸，是一類有著重要和廣泛工業(yè)用途的 精細(xì)化工產(chǎn)品，是化學(xué)工業(yè)中合成高級香料、高性能工程塑料、高溫電介質(zhì)、高檔熱熔膠、耐 寒增塑劑、高級潤滑油、高級油漆和涂料等重要原料。長碳鏈二元酸的生產(chǎn)方法有化學(xué)合成和生物發(fā)酵法，生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二 元酸是七十年代興起的微生物發(fā)酵技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用，以石油副產(chǎn)物蠟油為原 料，具有原料來源廣，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外受到廣泛關(guān)注。如在 28-30°C的常溫、一個大氣壓下即可生產(chǎn)。長期以來國際市場上只有化學(xué)合成法生產(chǎn)十二碳 二元酸和半合成法生產(chǎn)九碳和十一碳長碳鏈二元酸單體，在工業(yè)規(guī)模上的應(yīng)用只限于以上 產(chǎn)品中。生物法可以提供從十碳以上的系列長碳鏈二元酸單體，這些新型的長碳鏈二元酸 單體可以以更加優(yōu)良的性能與化學(xué)化合成法已有的長碳鏈二元酸市場競爭。同時(shí)，不同碳 鏈的長碳鏈二元酸單體可以衍生出一系列具有不同性質(zhì)的新功能材料。國際上以長鏈二元酸為生產(chǎn)原料的公司主要有杜邦、DeGuSSa(德固賽)、Ube(日 本)、Elf Atochem(法國阿托)、CogniS (德國科寧)、拜耳(德國)等十幾個世界500強(qiáng)企 業(yè)，部分公司自產(chǎn)自用，除去自用外，市場供應(yīng)不足15萬噸。況且，對長碳鏈二元酸的需求 量在逐年增長，無法滿足未來市場的需求。目前，國內(nèi)已實(shí)現(xiàn)了以烷烴為底物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的產(chǎn)業(yè)化，但是，生 產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備落后，規(guī)模小，能耗高，生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)品種少，產(chǎn)品檔次低，只能生產(chǎn)碳 十一到碳十四的二元酸，沒能形成長鏈二元酸系列化產(chǎn)品生產(chǎn)，使得長碳鏈二元酸下游產(chǎn) 品的應(yīng)用領(lǐng)域有所局限，不能滿足市場需要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳 鏈二元酸的生產(chǎn)裝置。利用該裝置生產(chǎn)長碳鏈二元酸，可大大降低了長碳鏈二元酸的生產(chǎn) 成本，提高了長碳鏈二元酸的收率和產(chǎn)品質(zhì)量，解決了制約長碳鏈二元酸快速發(fā)展的瓶頸 問題，形成了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模和技術(shù)優(yōu)勢。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸 的生產(chǎn)裝置，該生產(chǎn)裝置包括通過管道依次連接的種子罐、發(fā)酵罐、蒸汽預(yù)熱器、發(fā)酵罐儲 罐、預(yù)過濾器、脫色罐I、過濾器I、酸化罐、過濾器II和閃蒸干燥器I，所述過濾器II和閃蒸 干燥器I之間有攪龍。本實(shí)用新型所述的種子罐包括通過管道連接的一級種子罐和二級種子罐，所述的二級種子罐與發(fā)酵罐連接。本實(shí)用新型還包括精制生產(chǎn)裝置，所述精制生產(chǎn)裝置包括與閃蒸干燥器I通過管 道依次連接的脫色罐II、過濾器III、一次結(jié)晶罐、離心分離機(jī)I、高溫水結(jié)晶罐、離心分離 機(jī)II和閃蒸干燥器II，所述離心分離機(jī)I與高溫水結(jié)晶罐之間有攪龍，所述離心分離機(jī)II 與閃蒸干燥器II之間有攪龍。本實(shí)用新型所述的發(fā)酵罐的內(nèi)下部有氣流噴射器，所述氣流噴射器包括進(jìn)氣管、 環(huán)形空氣分布管、空竹形噴射管，所述的進(jìn)氣管與環(huán)形空氣分布管連接，在環(huán)形空氣分布管 上均勻分布有噴嘴，所述噴射管的下部有進(jìn)料孔，噴射管與噴嘴為活動連接。空氣經(jīng)進(jìn)氣管 進(jìn)入環(huán)形空氣分布管內(nèi)，從噴嘴進(jìn)入噴射管內(nèi)部，與由進(jìn)料孔進(jìn)入的物料混合，經(jīng)過噴射管 中間的細(xì)部而產(chǎn)生的壓力高速噴出，使氣流噴射與機(jī)械攪拌相結(jié)合，物料和空氣在發(fā)酵液 中分布更均勻，單位體積的發(fā)酵液攪拌能耗降低。所述的噴射管與噴嘴為螺紋連接或卡接。本實(shí)用新型的有益效果是生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的生產(chǎn)裝置，該生產(chǎn)裝 置包括通過管道依次連接的種子罐、發(fā)酵罐、蒸汽預(yù)熱器、發(fā)酵罐儲罐、預(yù)過濾器、脫色罐I、 過濾器I、酸化罐、過濾器II和閃蒸干燥器I，所述過濾器II和閃蒸干燥器I之間有攪龍。 通過技術(shù)創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新，研制了長碳鏈二元酸的生產(chǎn)裝置，大大降低了長碳鏈二元酸的 生產(chǎn)成本，提高了長碳鏈二元酸的收率和產(chǎn)品質(zhì)量，可以生產(chǎn)十一碳以上的長碳鏈二元酸， 最終解決了制約長碳鏈二元酸快速發(fā)展的瓶頸問題，形成了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模和技術(shù)優(yōu)勢。本發(fā) 明的生物法生產(chǎn)長碳鏈二元酸具有產(chǎn)酸水平高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，品種全等特點(diǎn)， 得到的長碳鏈二元酸產(chǎn)品具有單酸含量高、透光好、熱穩(wěn)定性高，可以滿足不同客戶的需 求，可用于生產(chǎn)高級香料、高性能工程塑料、高溫電介質(zhì)、高檔熱熔膠、耐寒增塑劑、高級潤 滑油、高級油漆和涂料等。極大的拓展了長碳鏈二元酸下游產(chǎn)品發(fā)展空間。本實(shí)用新型與國內(nèi)同行業(yè)優(yōu)勢比較見下表 與國內(nèi)同行業(yè)生產(chǎn)成本比較表5

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為發(fā)酵罐內(nèi)部氣流噴射器結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖2中A部放大圖，圖4為氣流噴射器的俯視示意圖。圖中1- 一級種子罐，2- 二級種子罐，3-發(fā)酵罐，4-蒸汽預(yù)熱器，5-發(fā)酵液儲罐， 6-預(yù)過濾器，7-脫色罐I，8-過濾器I，9-酸化罐，10-過濾器II，11-閃蒸干燥器I，12-脫 色罐II，13-過濾器III，14-一次結(jié)晶罐，15-離心分離機(jī)I，16-高溫水結(jié)晶罐，17-離心分 離機(jī)II，18-閃蒸干燥器II，19-攪龍，20-進(jìn)氣管，21-噴射管，22-空氣分布管，23-噴嘴， 24-進(jìn)料孔。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明具體實(shí)施方式
根據(jù)圖1所示，生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的生產(chǎn)裝置，該生產(chǎn)裝置包括通過 管道依次連接的種子罐、發(fā)酵罐3、蒸汽預(yù)熱器4、發(fā)酵液儲罐5、預(yù)過濾器6、脫色罐I 7、過 濾器I 8、酸化罐9、過濾器II 10和閃蒸干燥器111，所述過濾器II和閃蒸干燥器I 11之 間有攪龍19。種子罐包括通過管道連接的一級種子罐1和二級種子罐2，所述的二級種子 罐2與發(fā)酵罐3連接。本實(shí)用新型還包括精制生產(chǎn)裝置，所述精制生產(chǎn)裝置包括與閃蒸干燥器111通過 管道依次連接的脫色罐II 12、過濾器III 13、一次結(jié)晶罐14、離心分離機(jī)I 15、高溫水結(jié) 晶罐16、離心分離機(jī)II 17和閃蒸干燥器II 18，所述離心分離機(jī)I 15與高溫水結(jié)晶罐16 之間有攪龍19，所述離心分離機(jī)II 17與閃蒸干燥器II 18之間有攪龍19。根據(jù)圖2、3和4所示，發(fā)酵罐的內(nèi)下部有氣流噴射器，所述氣流噴射器包括進(jìn)氣管 20、環(huán)形空氣分布管22、空竹形噴射管21，所述的進(jìn)氣管20與環(huán)形空氣分布管22連接，在 環(huán)形空氣分布管22上均勻分布有噴嘴23，所述噴射管21的下部有進(jìn)料孔24，噴射管21與 噴嘴23為螺紋連接。[0027]本實(shí)用新型所述裝置中的各種設(shè)置結(jié)構(gòu)均為公知結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型工作時(shí)，將菌株為熱帶假絲酵母(Candida tropicalis)，是以uH-2-48 菌株為母株，經(jīng)過反復(fù)誘變篩選，培育出來的生產(chǎn)DCll以上的的優(yōu)良高產(chǎn)突變株，通過一 級種子罐1和二級種子罐2的培養(yǎng)，按接種量8 20 %放入發(fā)酵罐3內(nèi)，再培養(yǎng)到菌體生長 濃度大于(OD62tl)O. 8，開始補(bǔ)加碳十一以上的烷烴，發(fā)酵液中烷烴控制濃度為3 10%，發(fā) 酵結(jié)束前20小時(shí)停止補(bǔ)料，殘烴為0%停止發(fā)酵，將發(fā)酵結(jié)束的發(fā)酵液經(jīng)蒸汽預(yù)熱器4加 熱至70 90°C后，通過風(fēng)壓壓至發(fā)酵液儲罐5，加液堿調(diào)發(fā)酵液PH至8. 5 10. 5，通過有 機(jī)膜或無機(jī)膜預(yù)過濾器6分離菌體，分離后的二元酸清液進(jìn)入脫色罐17，加入0. 1 1. 0% 的活性碳，經(jīng)過50 80°C脫色40 120min，再經(jīng)過濾器18過濾得到脫色清液進(jìn)入酸化罐 9中，用濃硫酸經(jīng)連續(xù)酸化至PH2. 5 5. 0，80 95°C保溫2 4小時(shí)，酸化結(jié)晶液經(jīng)過濾 器II 10板框壓濾得到長碳鏈二元酸濕品，經(jīng)閃蒸干燥器111干燥后得到長碳鏈二元酸粗 品(稱P級產(chǎn)品)。長碳鏈二元酸粗品的精制生產(chǎn)裝置得到的二元酸粗品進(jìn)入脫色罐II 12內(nèi)，控 制水份5 12%，加入0.05 0.2%的活性炭，溶劑二元酸=3.0 2.0 1，溫度85 100°C，脫色20 90min，再經(jīng)過濾器III13板框壓濾得到清液至一次結(jié)晶罐14內(nèi)，降溫至 75 85°C保溫1 2小時(shí)，再降溫至25 35°C，結(jié)晶物料經(jīng)離心分離機(jī)115離心后用進(jìn)入 高溫水結(jié)罐16結(jié)晶，控制溫度70 100°C，時(shí)間120min，再降溫結(jié)晶至30 50°C，經(jīng)離心 分離機(jī)1117離心得到二元酸濕品，干燥后得到產(chǎn)品。
權(quán)利要求生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的生產(chǎn)裝置，其特征在于該生產(chǎn)裝置包括通過管道依次連接的種子罐、發(fā)酵罐、蒸汽預(yù)熱器、發(fā)酵罐儲罐、預(yù)過濾器、脫色罐I、過濾器I、酸化罐、過濾器II和閃蒸干燥器I，所述過濾器II和閃蒸干燥器I之間有攪龍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的生產(chǎn)裝置，其特征在于所 述的種子罐包括通過管道連接的一級種子罐和二級種子罐，所述的二級種子罐與發(fā)酵罐連 接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的生產(chǎn)裝置，其特征在于還 包括精制生產(chǎn)裝置，所述精制生產(chǎn)裝置包括與閃蒸干燥器I通過管道依次連接的脫色罐 II、過濾器III、一次結(jié)晶罐、離心分離機(jī)I、高溫水結(jié)晶罐、離心分離機(jī)II和閃蒸干燥器II， 所述離心分離機(jī)I與高溫水結(jié)晶罐之間有攪龍，所述離心分離機(jī)II與閃蒸干燥器II之間 有攪龍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的生產(chǎn)裝置，其特征在 于所述的發(fā)酵罐的內(nèi)下部有氣流噴射器，所述氣流噴射器包括進(jìn)氣管、環(huán)形空氣分布管、 空竹形噴射管，所述的進(jìn)氣管與環(huán)形空氣分布器連接，在環(huán)形空氣分布器上均勻分布有噴 嘴，所述噴射管的下部有進(jìn)料孔，噴射管與噴嘴為活動連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的生產(chǎn)裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為生物發(fā)酵法生產(chǎn)長碳鏈二元酸的生產(chǎn)裝置，該生產(chǎn)裝置包括通過管道依次連接的種子罐、發(fā)酵罐、蒸汽預(yù)熱器、發(fā)酵罐儲罐、預(yù)過濾器、脫色罐I、過濾器I、酸化罐、過濾器II和閃蒸干燥器I，所述過濾器II和閃蒸干燥器I之間有絞龍。大大降低了長碳鏈二元酸的生產(chǎn)成本，提高了長碳鏈二元酸的收率和產(chǎn)品質(zhì)量，可以生產(chǎn)十一碳以上的長碳鏈二元酸，最終解決了制約長碳鏈二元酸快速發(fā)展的瓶頸問題，形成了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模和技術(shù)優(yōu)勢。
文檔編號C12M1/08GK201686684SQ2010201754
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者傅深展, 劉雙江, 曹務(wù)波, 王志洲, 葛明華, 陳遠(yuǎn)童, 黃力 申請人:山東瀚霖生物技術(shù)有限公司