本技術屬于合成氣發(fā)酵，涉及一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)與發(fā)酵組件。

背景技術：

1、合成氣發(fā)酵是厭氧食氣菌以合成氣(co、co2和h2)作為碳源和能量源進行繁殖生長，根據(jù)菌種的不同類型，代謝產(chǎn)生乙醇、丁醇等生物燃料。厭氧食氣菌存在于自然界中，可以人工對菌種進行選育和馴化；合成氣廣泛來源于煤化工、石油化工、工業(yè)廢氣(鋼廠廢氣等)、城市垃圾和生物質等。因此，將合成氣作為碳源和能量源應用到微生物的工業(yè)發(fā)酵中，不僅可以生產(chǎn)綠色能源，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，還可以減少含碳氣體的排放，減輕溫室效應，為社會創(chuàng)造環(huán)境效益。

2、當前合成氣發(fā)酵技術發(fā)展迅速，在國內已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。與傳統(tǒng)的糧食制乙醇菌種培養(yǎng)時使用的活性干酵母技術相比，當前食氣菌的菌種培養(yǎng)還處在三級擴培階段，需要從試管或三角瓶開始培養(yǎng)。根據(jù)培養(yǎng)基的比例進行放大，每一級需要較長的培養(yǎng)時間達到所要求的細胞濃度后，才能進行下一級的擴大培養(yǎng)，活性干酵母技術還未能實現(xiàn)在食氣菌菌種培養(yǎng)上的應用。

3、經(jīng)過菌種的三級擴培，最終達到所需求的菌種濃度后，會一次性接種到發(fā)酵罐，菌種在發(fā)酵罐內繁殖和生長，并進行發(fā)酵活動產(chǎn)出乙醇等生物能源。等發(fā)酵罐運行約1500h后，菌種發(fā)酵活動衰減，產(chǎn)物轉化率降低，這時需要重新進行菌種的三級擴培活動，并清空發(fā)酵罐重新接種培養(yǎng)。中國專利文獻cn107779477a《一種食氣厭氧菌利用合成氣發(fā)酵產(chǎn)醇的培養(yǎng)體系和培養(yǎng)方法》和cn106148426a《一種含鉬、鋅、鎳的食氣厭氧菌發(fā)酵產(chǎn)醇的培養(yǎng)體系和培養(yǎng)方法》都詳細提到了對厭氧食氣菌的培養(yǎng)體系和培養(yǎng)方法，使菌種的濃度和目標產(chǎn)物轉化率都得到了提高。

4、但以上實用新型，只是針對厭氧食氣菌的培養(yǎng)體系和培養(yǎng)方法本身，沒有對成熟菌種的使用方法和流程進行研究。設計一種能延長發(fā)酵罐菌種的使用壽命，減少菌種的擴培次數(shù)的工藝流程，在厭氧食氣菌培養(yǎng)未能使用工業(yè)化的活性干酵母技術之時，對促進合成氣發(fā)酵技術具有重大意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的就是為了提供一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)，以延長發(fā)酵罐菌種的使用壽命，減少菌種的擴培次數(shù)等。

2、本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

3、本實用新型的技術方案之一提供了一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)，包括：

4、酒母罐；

5、連接所述酒母罐的培養(yǎng)基進料口的菌種三級擴培單元；

6、連接所述酒母罐上部的除氧水單元；

7、分別連接所述酒母罐頂部的氮封管路單元與尾氣處理管路單元；

8、與所述酒母罐底部連接并構成循環(huán)的發(fā)酵液循環(huán)冷卻單元；

9、連接所述酒母罐的co進氣單元；

10、連接所述發(fā)酵液循環(huán)冷卻單元的化學品添加單元和營養(yǎng)液添加單元；

11、以及連接所述酒母罐底部并對外輸出的物料輸送管路單元。

12、進一步的，所述菌種三級擴培單元包括依次串聯(lián)的三個菌種擴培罐，且最后一個菌種擴培罐還通過培養(yǎng)基輸料管連接所述培養(yǎng)基進料口。

13、進一步的，所述除氧水單元包括設置在酒母罐上的進水口、以及與所述進水口相連接的除氧水管線。

14、進一步的，所述氮封管路單元包括設置在酒母罐頂部的氮氣進氣口，以及與所述氮氣進氣口相連接的氮氣管線。

15、進一步的，所述發(fā)酵液循環(huán)冷卻單元包括與所述酒母罐底部連接并構成循環(huán)的循環(huán)管路、以及布置在循環(huán)管路上的換熱器。

16、更進一步的，所述化學品添加單元包括布置在循環(huán)管路上的化學品添加口，以及與所述化學品添加口相連接的化學品管線；

17、所述營養(yǎng)液添加單元包括布置在循環(huán)管路上的營養(yǎng)液添加口，以及與所述營養(yǎng)液添加口相連接的營養(yǎng)液管線。

18、進一步的，所述物料輸送管路單元包括設置在酒母罐底部的出料口、連接所述出料口的出料管路、以及布置在出料管路上的出料泵。

19、進一步的，所述co進氣單元包括設置在酒母罐上的co進氣口，以及與所述co進氣口相連接的co進氣管路。

20、進一步的，所述酒母罐的容積為發(fā)酵罐的10～20％。

21、進一步的，所述酒母罐中還設有生物反應單元。

22、本實用新型的技術方案之二提供了一種發(fā)酵組件，其包括發(fā)酵罐、以及連接所述發(fā)酵罐的如上任一所述的合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)。

23、與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

24、(1)本實用新型是在厭氧食氣菌菌種進行三級擴培后，又新增了一臺酒母罐，作為發(fā)酵罐正常運行時持續(xù)流加培養(yǎng)菌種的設備。該設備有別于發(fā)酵罐的正常進料，使用一定濃度的co代替合成氣為食氣菌種提供碳源，使用新鮮除氧水代替二次利用的澄清液作為發(fā)酵液的培養(yǎng)基，純凈的co和除氧水為菌種繁殖提供較為充足的能量源，并減少了酒母罐的染菌機會。

25、(2)酒母罐向發(fā)酵罐流加食氣菌菌種，可以為發(fā)酵罐提供源源不斷的新鮮發(fā)酵菌，延長菌種在發(fā)酵罐的使用壽命，降低發(fā)酵罐的倒罐頻率，減輕了人工勞動量和物料消耗。正常菌種的使用壽命在1500h左右，增加了酒母罐的流加工藝后，預計可以使菌種的使用壽命增加到4000h以上。

技術特征：

1.一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)，其特征在于，所述菌種三級擴培單元包括依次串聯(lián)的三個菌種擴培罐，且最后一個菌種擴培罐還通過培養(yǎng)基輸料管連接所述培養(yǎng)基進料口。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)，其特征在于，所述除氧水單元包括設置在酒母罐上的進水口、以及與所述進水口相連接的除氧水管線。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)，其特征在于，所述氮封管路單元包括設置在酒母罐頂部的氮氣進氣口，以及與所述氮氣進氣口相連接的氮氣管線。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)酵液循環(huán)冷卻單元包括與所述酒母罐底部連接并構成循環(huán)的循環(huán)管路、以及布置在循環(huán)管路上的換熱器。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)，其特征在于，所述化學品添加單元包括布置在循環(huán)管路上的化學品添加口，以及與所述化學品添加口相連接的化學品管線；

7.根據(jù)權利要求1所述的一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)，其特征在于，所述物料輸送管路單元包括設置在酒母罐底部的出料口、連接所述出料口的出料管路、以及布置在出料管路上的出料泵；

8.根據(jù)權利要求1所述的一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)，其特征在于，所述酒母罐的容積為發(fā)酵罐的10～20％。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)，其特征在于，所述酒母罐中還設有生物反應單元。

10.一種發(fā)酵組件，其特征在于，包括發(fā)酵罐、以及連接所述發(fā)酵罐的如權利要求1-9任一所述的合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)。

技術總結
本技術涉及一種合成氣發(fā)酵菌種流加系統(tǒng)、發(fā)酵組件，該流加系統(tǒng)包括：酒母罐；連接所述酒母罐的培養(yǎng)基進料口的菌種三級擴培單元；連接所述酒母罐上部的除氧水單元；分別連接所述酒母罐頂部的氮封管路單元與尾氣處理管路單元；與所述酒母罐底部連接并構成循環(huán)的發(fā)酵液循環(huán)冷卻單元；連接所述酒母罐的CO進氣單元；連接所述發(fā)酵液循環(huán)冷卻單元的化學品添加單元和營養(yǎng)液添加單元；以及連接所述酒母罐底部并對外輸出的物料輸送管路單元。采用本技術的流加系統(tǒng)可以延長發(fā)酵罐菌種的使用壽命，減少菌種的擴培次數(shù)等。

技術研發(fā)人員：于彥彬,汪紅富,何平,馬亞麗,魏苗,朱正敬,李健,邱方清
受保護的技術使用者：上海河圖工程股份有限公司
技術研發(fā)日：20231130
技術公布日：2024/12/23