節(jié)能環(huán)保與自動吞沫機成套設(shè)備及應(yīng)用
概述：
自動吞沫機成套設(shè)備是北京博碩德恒科技開發(fā)有限公司，自主選項命題、自主研究開發(fā)、自主加工生產(chǎn)、自主經(jīng)營管理、是完全擁有多項自主知識產(chǎn)權(quán)的高新科技成果。該專利技術(shù)國內(nèi)外首創(chuàng)，廣泛適用于生物好氧發(fā)酵并產(chǎn)生一般粘滯性氣泡的生產(chǎn)工藝中。其獨特的技術(shù)優(yōu)勢在于：以好氧發(fā)酵罐自備的無菌壓縮空氣為動力，通過吞沫機的特殊裝置，將大量的泡沫迅速徹底地吞噬掉并還原為料液；既節(jié)省了人力、物力（消泡劑），提高了產(chǎn)量（增加罐容），又保護(hù)了環(huán)境，且對提取工序大有益處，同時也減少了由化學(xué)除泡帶給人類乃至動植物類的侵害。
技術(shù)背景
在生物好氧發(fā)酵工程領(lǐng)域，如氨基酸（谷氨酸、賴氨酸、蘇氨酸等），有機酸（檸檬酸、衣康酸、蘋果酸等），酶制品（淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等），抗生素（青霉素、鏈霉素、土霉素、金霉素等）維生素(b1、b2、b12)以及糖類物質(zhì)的生產(chǎn)（赤蘚糖醇）……等生產(chǎn)過程中，不可避免的會產(chǎn)生大量泡沫，這些泡沫必須及時清除，否則將嚴(yán)重影響生產(chǎn)，甚至逃液冒罐染菌報廢。傳統(tǒng)的除泡方法是化學(xué)消泡劑和消沫刮板并用，其缺點是：消沫刮板只是在罐內(nèi)液面上方安裝耙式刮板，將表面的大泡打碎成小泡，結(jié)果還是除不掉泡沫，無奈只好再添加化學(xué)消泡劑（如泡敵）或植物油除泡，而化學(xué)消泡劑和植物油不僅成本太高，抑制產(chǎn)物的合成和代謝，還會破壞環(huán)境，增加碳排放和治污成本，這些都是和節(jié)能環(huán)保相悖的。
技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點
自動吞沫機設(shè)備是北京博碩德恒科技開發(fā)有限公司自主選項命題、自主研究開發(fā)、自主加工生產(chǎn)、自主經(jīng)營管理、完全擁有十一項自主知識產(chǎn)權(quán)的高新科技成果。該專利技術(shù)國內(nèi)外首創(chuàng)（根據(jù)2010年12月查新報告），廣泛適用于生物好氧發(fā)酵并產(chǎn)生一般粘滯性氣泡的生產(chǎn)工藝中。其獨特的技術(shù)優(yōu)勢在于：以好氧發(fā)酵罐自備的無菌壓縮空氣為動力，通過吞沫機的特殊裝置，將大量的泡沫迅速徹底地吞噬掉并還原為料液；既節(jié)省了人力、物力（消泡劑），提高了產(chǎn)量（增加罐容），又保護(hù)了環(huán)境，且對提取工序大有益處，同時也減少了由化學(xué)除泡帶給人類乃至動植物類的侵害。無疑自動吞沫成套設(shè)備的誕生，是對傳統(tǒng)除泡方式的一次革命。
工作原理
自動吞沫機成套設(shè)備是依據(jù)流體力學(xué)原理設(shè)計的，當(dāng)具有一定壓強的氣流，按特定的方向流動并通過吞沫機的噴腔（貫通式）裝置時，即在吞沫機周圍形成一個負(fù)壓區(qū)，大量擠壓在吞沫機周圍的泡沫，在負(fù)壓所形成的空吸作用下，通過各環(huán)型吸沫口被吸入該機管腔，在空氣動力的作用下將泡沫擊碎霧化，液體順著射流方向與罐內(nèi)原來料液溶為一體，氣體順著排氣管道排出罐外。
.jpg) |
吞沫機主機部分裝在發(fā)酵罐內(nèi)，機體耐酸堿、耐高溫、通體流暢，沒有菌源和死角，工作壓力≥0.10Mpa，風(fēng)速12M/S左右，通風(fēng)量3m³-5m³/min，吞沫時間最短<10s，最長不>30s，自控系統(tǒng)電源220V，最大功率≤100w。吞沫機配有自動控制及防冒罐安全系統(tǒng)，在安裝時無需對原設(shè)備改動，只需將吞沫機裝于罐內(nèi)，用環(huán)形管連接在供氣管道上，控制系統(tǒng)裝在工作臺或控制室，整個過程操作簡便，易于安裝，一次投資終身受益。
當(dāng)發(fā)酵罐開始運行后，自控系統(tǒng)進(jìn)入自動控制狀態(tài)，此時工作指示燈閃爍發(fā)光，表示待工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)泡沫達(dá)到一定高度需要清除時，自動吞沫機便開始工作，此時排氣管道上的流量計讀數(shù)會緩慢上升，當(dāng)泡沫消除干凈，吞沫機會自動停止工作，流量計上的讀數(shù)恢復(fù)原狀，如此循環(huán)往復(fù)……
1.節(jié)約消泡劑（直接效益）
以谷氨酸350m³發(fā)酵罐，單罐年產(chǎn)至少220批次為例（谷氨酸發(fā)酵周期30h左右），簡析如下：
安裝自動吞沫機后可節(jié)省消泡劑70%左右。
實踐證明：噸谷氨酸耗消泡劑在8公斤左右（包括底料、和種子罐）；單罐最低產(chǎn)谷氨酸：30噸，單罐每年最低生產(chǎn)220批次，那么單罐消耗消泡劑量為：8公斤×30噸/罐=240公斤。每年單罐消耗消泡劑為：240公斤×220罐批=52.8噸
價值：1.8萬元/噸泡敵×52.8噸=84.5萬元。
安裝吞沫機每年可節(jié)約：84.5萬元×70%=59.2萬元。（保守計算）
2.提高罐容（直接效益）
為了防止“逃液”，發(fā)酵罐利用率通常控制在70-80%，安裝吞沫機后由于除泡迅速，有效控制了泡沫高度和逃液現(xiàn)象的發(fā)生，因此完全可以提高裝料系數(shù)，一般提高罐容利用率在1-10%之間，我們按偏低標(biāo)準(zhǔn)3%計算：
單罐可以提高產(chǎn)量為：30噸×3%=0.9噸，
年增加產(chǎn)量為：0.9噸×220罐批=198噸
扣除所有成本,每噸谷氨酸純利潤1200-1600元
按最少1200元計算×198噸=23.76萬元。
直接利潤：59.2+23.76=82.96萬元
3.杜絕逃液（間接效益）
在好氧發(fā)酵過程中，逃液冒罐現(xiàn)象時有發(fā)生，安裝自動吞沫機后，由于及時清除了泡沫，有效控制了泡沫的高度，因此完全避免了不應(yīng)該發(fā)生而又確實存在的損失。
4.減少污染物排放益于環(huán)保（社會效益）
所謂消泡劑（泡敵），就是從石油中提煉的化學(xué)合成物質(zhì)。在發(fā)酵過程中，添加多少消泡劑，就要排放多少由消泡劑所產(chǎn)生的廢水、廢氣等。根據(jù)碳排放計算公式：一只350m³發(fā)酵罐安裝自動吞沫機設(shè)備后，每年可減少碳排放量41.45噸。全國谷氨酸年產(chǎn)量250萬噸，通過計算：僅就谷氨酸一個品種而言，每年就減少碳排放量15719.8噸。如果全國的好氧發(fā)酵企業(yè)（氨基酸、有機酸、抗生素、酶制劑、及糖類產(chǎn)品等等）都能安裝使用自動吞沫機設(shè)備，其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益將是一個可想而知的數(shù)字。
5.有利于菌體繁殖生長（間接效益）
在自動吞沫機消沫過程中所流進(jìn)的潔凈空氣，對菌體的繁殖生長不會有任何負(fù)面影響，因為在整個溶氧過程中，排出的二氧化碳?xì)怏w，被厚厚的泡沫所覆蓋，直接影響菌體的有氧呼吸，嚴(yán)重者導(dǎo)致窒息自溶，尤其對制藥行業(yè)的發(fā)酵生產(chǎn)更為顯著。
我們知道當(dāng)大量的泡敵（消泡劑）加入到發(fā)酵液里面之后，不僅消滅了料液上面的泡沫，同時也消滅了料液里面的泡沫，而料液里面的泡沫是含有大量氧氣的，此時（約幾分鐘）的料液即處在一種較為實在的缺氧狀態(tài)，或者說是溶氧不足，雖然只有短短的幾分鐘，但足以會使部分菌體窒息死亡，導(dǎo)致發(fā)酵指標(biāo)下降。而使用自動吞沫機則排除了這一潛在的風(fēng)險，它的安裝位置恰好處在料液面上端、泡沫層下端，此時自動吞沫機根據(jù)泡沫的多少進(jìn)行有選擇性的工作，不僅及時清除了泡沫使菌體呼吸暢通，而且又及時地補進(jìn)了新鮮氧氣，保護(hù)了料液中原有的溶氧速率，顯然是有百利而無一弊。
6.有利于產(chǎn)物提取
消泡劑是一種油性化學(xué)物質(zhì)，不僅粘稠而且不易溶于水，無論哪一種好氧發(fā)酵產(chǎn)物都離不開提取，那么不加消泡劑或少加消泡劑有利而無弊這是大家共知的道理。
.jpg) |
國家大力支持的自主創(chuàng)新專利產(chǎn)品
由于“自動吞沫機成套設(shè)備”是擁有多項國家專利和多項國際專利的高新技術(shù)產(chǎn)品，因此從研制開發(fā)到產(chǎn)品成熟，先后得到了國家科技部、北京市科委、西城區(qū)科委、中國科學(xué)院、中國發(fā)酵工業(yè)協(xié)會等相關(guān)部門的大力支持，同時也得到了國家科技部、北京市科委、西城區(qū)科委專項資金的無償扶持；因此在借助國家資金的大力支持下，“自動吞沫機成套設(shè)備”以較低的價格投放市場，僅幾年的時間就在數(shù)十家發(fā)酵企業(yè)得到了推廣和應(yīng)用，而一套“自動吞沫機成套設(shè)備”的銷售價僅十幾萬元（350M³以下），3—6個月即可收回成本，這種高回報的性價比在國內(nèi)外實屬罕見。
2006年北京博碩德恒科技開發(fā)有限公司被北京市科委認(rèn)定為高新技術(shù)企業(yè)，同年順利通過（GB/T19001-2000）質(zhì)量管理體系認(rèn)證；2008年在國家重新審核的高新技術(shù)企業(yè)名單中，北京博碩德恒科技開發(fā)有限公司再次被認(rèn)定為國家級高新技術(shù)企業(yè)；2009年又再次通過質(zhì)量管理體系認(rèn)證（GB/T19001-2008/IS9001:2008標(biāo)準(zhǔn)）；2010年“自動吞沫成套設(shè)備”仍被列為“北京市火炬計劃推廣項目”。目前該設(shè)備已在國內(nèi)數(shù)十家生產(chǎn)企業(yè)全部安裝整體運行，其技術(shù)質(zhì)量穩(wěn)定可靠、效果顯著立竿見影。
綜上所述，在國家大力提倡高效、降耗、節(jié)能、減排的低碳經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)政策下，在企業(yè)向成本、向管理要效益的前提下，在當(dāng)前國際市場和國內(nèi)市場對產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品安全要求更加嚴(yán)格的今天，推廣使用自動吞沫機成套設(shè)備是一項投資少、見效快、高回報的高新技術(shù)；相信生物發(fā)酵行業(yè)的掌門人，定會不失先機捷足先登，為珍愛我們賴以生存的家園——地球，為全面實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的戰(zhàn)略國策，為我們工作生活的環(huán)境更加美好，做出我們應(yīng)該做出而能夠做出的貢獻(xiàn)……！
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
