[发明专利]蜂房式连续絮凝器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于絮凝净化发酵液或污水的连续絮凝装置。

背景技术

絮凝分离技术由于其能量消耗低、可强化发酵液中菌体及蛋白等杂质的分离、简化发酵液后处理操作、提高杂质去除率，因而广泛应用于制药、食品等发酵工业中发酵液的净化处理。但由于发酵液是含多种杂质的复杂体系，使得絮凝分离技术在生产中的净化效果并不理想，导致发酵产物的后续提取及纯化的收率低或产品质量差。在发酵技术水平不断提高的今天，发酵产物分离技术水平相对滞后，分离技术已成为发酵工业生产效益的瓶颈。因此，如何从源头(发酵液)上尽可能多地除去杂质以减轻后续分离过程的负担，是发酵工业面临的重要课题。

容器实验法(jar test，即容器加搅拌器的间歇絮凝分离操作方法)是目前国内外絮凝领域通用的絮凝分离方法，它能为间歇操作的发酵液絮凝沉降分离过程提供有效的技术操作参数；然而当容器实验法用于工厂发酵液絮凝分离生产过程时，发酵液固液分离效果则明显变差。其原因是：在絮凝分离生产过程中，絮凝后发酵液中的絮凝体颗粒易被输送过程所破碎，并且各絮凝体颗粒的絮凝时间长短不一，导致絮凝体颗粒的过滤或沉降难度增加，从而使得絮凝后发酵液的固液分离效果明显变差。目前有关絮凝器的发明，大多集中在污水絮凝净化处理方面，主要是解决絮凝剂与污水快速、充分混合问题，而用于组份复杂的发酵液的絮凝净化处理的絮凝器发明非常少，仅见一项中国发明专利(一种连续絮凝器，专利号ZL200710089959.7)。该发明虽然解决了连续絮凝分离问题，但由于其絮凝通道的横截面为四边形，该四边形的四个夹角为90°，当絮凝体悬浮液通过该通道时，其中的絮凝体易滞留聚集在四个夹角处，使得通道的流通截面面积减小，从而导致絮凝器的絮凝处理量减小。

发明内容

针对上述连续絮凝器其絮凝通道的四个夹角角度较小易导致絮凝体滞留聚集、絮凝处理量减小的不足之处，本发明提出一种絮凝通道横截面为六边形结构的连续絮凝器，以使絮凝通道的内壁夹角增大，减轻絮凝体在絮凝通道内滞留聚集现象，从而提高絮凝器的絮凝处理量。由于絮凝通道横截面为六边形结构，类似于蜂房的六边形结构，故本发明称为蜂房式连续絮凝器。

本发明的结构示意图见附图中的图1、图2、图3、图4和图5。蜂房式连续絮凝器(图1)由容器(1)和内置的梯形组件(2)组成(梯形组件立体图见图2、俯视图见图3)，容器(1)由筒体(3)及上端盖(4)和下端盖(5)组成；梯形组件(2)将容器筒体(3)内的空间划分成多条通道(7)，多条通道(7)的轴线与容器(1)的轴线平行，每条通道的横截面的对角线长度(见图3中的a)与该通道的轴向长度(b)之比在0.0001～0.5之间，梯形组件(2)安放在容器筒体(3)底部的支撑脚(6)上，支撑脚(6)共有四个，均匀分布固定于容器筒体(3)的底部。图4是梯形组件(图2)中一个部件的立体图。图5是部件(图4)的俯视图，其中的4个α角皆等于120°，每条线段的长度都相等。

本蜂房式连续絮凝器垂直安装，加有絮凝剂的发酵液经充分混合后从絮凝器的顶部连续通入，流进内置的梯形组件(图2)所形成的各条通道内；发酵液在各条通道内连续流动絮凝后从絮凝器底部流出，再流入过滤器或离心器进行固液分离。絮凝器内梯形组件所形成的连续絮凝通道由于呈柱状，故可使其中流动的物料返混程度较小，因而使流动的各絮凝体颗粒有较一致的停留时间，从而易控制发酵液絮凝体颗粒使其具有较窄的粒度分布；连续絮凝通道的长短可控制絮凝体颗粒停留时间的长短，从而可控制絮凝体颗粒使其具有较大的粒度。当絮凝体颗粒具有较窄的粒度分布和较大的粒度时，有利于提高发酵液絮凝体的过滤分离和沉降分离效率。与发明“一种连续絮凝器”的四边形絮凝通道相比，蜂房式六边形絮凝通道由于内壁夹角由原来的90°增大到120°，故有助于减少絮凝体在通道内壁面上的滞留聚集，从而在降低絮凝发酵液流动阻力的同时可增加絮凝发酵液的流通量，因此可提高发酵液絮凝分离效率。

蜂房式连续絮凝器内的梯形组件是一独立组件，将其放入容器内支撑在容器筒体底部的四个支撑脚上即可，不需另外固定。因此絮凝器的安装、拆卸及清洗都方便；梯形组件在絮凝过程中没有内外压差，因此可采用强度较低的材料(甚至塑料等)制造，制造成本较低，设备体积利用率也较高。

综上所述，本发明由于在絮凝组件结构上与发明“一种连续絮凝器”不同，使得发酵液连续絮凝流动阻力减少，同时流通量增加，因而进一步提高发酵液絮凝分离效率，显示出本发明的优越性。

本研究获得国家自然科学基金资助(资助项目编号20676063)。

附图说明