[发明专利]一种填料塔式连续表面发酵装置及其实现方法

权利要求书

1.一种填料塔式连续表面发酵装置，其特征在于：包括填料塔、填充材料、若干隔板、入风口、出风口、风机、第一循环泵、第二循环泵、进料阀门、出料阀门、出口阀门、入口阀门、在线酸度检测仪及收集罐；其中，填料塔的顶部与收集罐通过循环管连接，由第一循环泵提供动力，循环管上设有进料阀门，发酵液通过填料塔顶部进入填料塔中，若干隔板将填料塔分隔成若干个发酵区，若干个发酵区内设置填充材料，发酵液流经附着在填充材料上的细菌纤维膜并在此发酵，填料塔上部侧边安装有出风口，填料塔下部侧边安装有入风口，出风口处配有送风装置，入风口处设有风机，填料塔底部通过管道与第二循环泵连接，第二循环泵与出料阀门连接，出料阀门通过管道与收集罐底部连接，收集罐底部还与出口阀门连接，收集罐顶部连接入口管，入口管上设有入口阀门，收集罐上设有在线酸度检测仪。

2.根据权利要求1所述的填料塔式连续表面发酵装置，其特征在于：所述循环管端部连接分洒喷头，分洒喷头设于收集罐内部顶端。

3.根据权利要求1所述的填料塔式连续表面发酵装置，其特征在于：所述填料塔为圆柱形结构，高径比为10:1～30:1，填料塔中间为中空，塔身为耐酸不锈钢，填料塔体积为5m³～50m³。

4.根据权利要求3所述的填料塔式连续表面发酵装置，其特征在于：所述填料塔内部每隔10～50cm设有一块刚性耐酸的不锈钢金属网状挡板。

5.根据权利要求1所述的填料塔式连续表面发酵装置，其特征在于：所述填充材料为网状或多孔结构，并不与发酵液产生任何化学反应，发酵过程生成细菌纤维膜则粘附于填充材料中。

6.根据权利要求5所述的填料塔式连续表面发酵装置，其特征在于：所述填充材料为聚酯纤维、聚乙烯或多孔陶瓷。

7.根据权利要求5所述的填料塔式连续表面发酵装置，其特征在于：所述填充材料为絮状聚酯纤维，絮状聚酯纤维的空隙率为70%，絮状聚酯纤维的容重为19-27kg/m³。

8.根据权利要求1所述的填料塔式连续表面发酵装置，其特征在于：所述填料塔数量为若干个，各填料塔之间采用串联或并联。

9.一种填料塔式连续表面发酵装置的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、将填充材料设于填料塔内的若干隔板上，使填充材料均匀布满填料塔，然后将接种后的发酵液经入口管及入口阀门加入到收集罐；

（2）、将收集罐内的发酵液经循环管及第一循环泵到填料塔顶部，发酵液受重力沿填充材料均匀下落，风机从填料塔底部的入风口送入无菌氧气，无菌氧气从填料塔上部侧边的出风口排出，温度保持在25～40℃；

（3）、发酵液在下落过程中部分残留于填充材料上，由于发酵作用产生细菌纤维膜，细菌纤维膜逐渐在填充材料上自然生长并固定，由于有空隙率及对应的容重，能维持细菌纤维膜的完整性，并能与发酵液和氧气有效接触；

（4）、发酵液在细菌纤维膜上有效的进行发酵，当发酵液下落到填料塔底部时，通过第二循环泵将发酵液泵入收集罐，然后经第一循环泵重新回流至填充材料上继续发酵；

（5）、循环发酵1～2周，当在线酸度检测仪检测到发酵液总酸度达到设定值后，从收集罐中放出发酵液进行灭菌，灌装。

10.根据权利要求9所述的填料塔式连续表面发酵装置的实现方法，其特征在于：所述步骤（1）中的接种量为发酵液体积比的5～10%，填充材料为絮状聚酯纤维，絮状聚酯纤维的空隙率为70%，絮状聚酯纤维的容重为1.9～2.7kg/m³，所述步骤（5）循环发酵时，在收集罐内分批次补入体积比2～3%的酒精，间隔周期为1～2天，补加次数为3～5次，补入酒精通过第一循环泵进入填料塔内，然后经发酵为醋酸，未利用的酒精被再次流进填料塔内重新发酵；所述步骤（5）中发酵液总酸度设定值为7.0g/100mL。