节能环保与自动吞沫机成套设备及应用
概述：
自动吞沫机成套设备是北京博硕德恒科技开发有限公司，自主选项命题、自主研究开发、自主加工生产、自主经营管理、是完全拥有多项自主知识产权的高新科技成果。该专利技术国内外首创，广泛适用于生物好氧发酵并产生一般粘滞性气泡的生产工艺中。其独特的技术优势在于：以好氧发酵罐自备的无菌压缩空气为动力，通过吞沫机的特殊装置，将大量的泡沫迅速彻底地吞噬掉并还原为料液；既节省了人力、物力（消泡剂），提高了产量（增加罐容），又保护了环境，且对提取工序大有益处，同时也减少了由化学除泡带给人类乃至动植物类的侵害。
技术背景
在生物好氧发酵工程领域，如氨基酸（谷氨酸、赖氨酸、苏氨酸等），有机酸（柠檬酸、衣康酸、苹果酸等），酶制品（淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等），抗生素（青霉素、链霉素、土霉素、金霉素等）维生素(b1、b2、b12)以及糖类物质的生产（赤藓糖醇）……等生产过程中，不可避免的会产生大量泡沫，这些泡沫必须及时清除，否则将严重影响生产，甚至逃液冒罐染菌报废。传统的除泡方法是化学消泡剂和消沫刮板并用，其缺点是：消沫刮板只是在罐内液面上方安装耙式刮板，将表面的大泡打碎成小泡，结果还是除不掉泡沫，无奈只好再添加化学消泡剂（如泡敌）或植物油除泡，而化学消泡剂和植物油不仅成本太高，抑制产物的合成和代谢，还会破坏环境，增加碳排放和治污成本，这些都是和节能环保相悖的。
技术内容及创新点
自动吞沫机设备是北京博硕德恒科技开发有限公司自主选项命题、自主研究开发、自主加工生产、自主经营管理、完全拥有十一项自主知识产权的高新科技成果。该专利技术国内外首创（根据2010年12月查新报告），广泛适用于生物好氧发酵并产生一般粘滞性气泡的生产工艺中。其独特的技术优势在于：以好氧发酵罐自备的无菌压缩空气为动力，通过吞沫机的特殊装置，将大量的泡沫迅速彻底地吞噬掉并还原为料液；既节省了人力、物力（消泡剂），提高了产量（增加罐容），又保护了环境，且对提取工序大有益处，同时也减少了由化学除泡带给人类乃至动植物类的侵害。无疑自动吞沫成套设备的诞生，是对传统除泡方式的一次革命。
工作原理
自动吞沫机成套设备是依据流体力学原理设计的，当具有一定压强的气流，按特定的方向流动并通过吞沫机的喷腔（贯通式）装置时，即在吞沫机周围形成一个负压区，大量挤压在吞沫机周围的泡沫，在负压所形成的空吸作用下，通过各环型吸沫口被吸入该机管腔，在空气动力的作用下将泡沫击碎雾化，液体顺着射流方向与罐内原来料液溶为一体，气体顺着排气管道排出罐外。
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吞沫机主机部分装在发酵罐内，机体耐酸碱、耐高温、通体流畅，没有菌源和死角，工作压力≥0.10Mpa，风速12M/S左右，通风量3m³-5m³/min，吞沫时间最短<10s，最长不>30s，自控系统电源220V，最大功率≤100w。吞沫机配有自动控制及防冒罐安全系统，在安装时无需对原设备改动，只需将吞沫机装于罐内，用环形管连接在供气管道上，控制系统装在工作台或控制室，整个过程操作简便，易于安装，一次投资终身受益。
当发酵罐开始运行后，自控系统进入自动控制状态，此时工作指示灯闪烁发光，表示待工作状态，当发酵罐内泡沫达到一定高度需要清除时，自动吞沫机便开始工作，此时排气管道上的流量计读数会缓慢上升，当泡沫消除干净，吞沫机会自动停止工作，流量计上的读数恢复原状，如此循环往复……
1.节约消泡剂（直接效益）
以谷氨酸350m³发酵罐，单罐年产至少220批次为例（谷氨酸发酵周期30h左右），简析如下：
安装自动吞沫机后可节省消泡剂70%左右。
实践证明：吨谷氨酸耗消泡剂在8公斤左右（包括底料、和种子罐）；单罐最低产谷氨酸：30吨，单罐每年最低生产220批次，那么单罐消耗消泡剂量为：8公斤×30吨/罐=240公斤。每年单罐消耗消泡剂为：240公斤×220罐批=52.8吨
价值：1.8万元/吨泡敌×52.8吨=84.5万元。
安装吞沫机每年可节约：84.5万元×70%=59.2万元。（保守计算）
2.提高罐容（直接效益）
为了防止“逃液”，发酵罐利用率通常控制在70-80%，安装吞沫机后由于除泡迅速，有效控制了泡沫高度和逃液现象的发生，因此完全可以提高装料系数，一般提高罐容利用率在1-10%之间，我们按偏低标准3%计算：
单罐可以提高产量为：30吨×3%=0.9吨，
年增加产量为：0.9吨×220罐批=198吨
扣除所有成本,每吨谷氨酸纯利润1200-1600元
按最少1200元计算×198吨=23.76万元。
直接利润：59.2+23.76=82.96万元
3.杜绝逃液（间接效益）
在好氧发酵过程中，逃液冒罐现象时有发生，安装自动吞沫机后，由于及时清除了泡沫，有效控制了泡沫的高度，因此完全避免了不应该发生而又确实存在的损失。
4.减少污染物排放益于环保（社会效益）
所谓消泡剂（泡敌），就是从石油中提炼的化学合成物质。在发酵过程中，添加多少消泡剂，就要排放多少由消泡剂所产生的废水、废气等。根据碳排放计算公式：一只350m³发酵罐安装自动吞沫机设备后，每年可减少碳排放量41.45吨。全国谷氨酸年产量250万吨，通过计算：仅就谷氨酸一个品种而言，每年就减少碳排放量15719.8吨。如果全国的好氧发酵企业（氨基酸、有机酸、抗生素、酶制剂、及糖类产品等等）都能安装使用自动吞沫机设备，其产生的经济效益和社会效益将是一个可想而知的数字。
5.有利于菌体繁殖生长（间接效益）
在自动吞沫机消沫过程中所流进的洁净空气，对菌体的繁殖生长不会有任何负面影响，因为在整个溶氧过程中，排出的二氧化碳气体，被厚厚的泡沫所覆盖，直接影响菌体的有氧呼吸，严重者导致窒息自溶，尤其对制药行业的发酵生产更为显著。
我们知道当大量的泡敌（消泡剂）加入到发酵液里面之后，不仅消灭了料液上面的泡沫，同时也消灭了料液里面的泡沫，而料液里面的泡沫是含有大量氧气的，此时（约几分钟）的料液即处在一种较为实在的缺氧状态，或者说是溶氧不足，虽然只有短短的几分钟，但足以会使部分菌体窒息死亡，导致发酵指标下降。而使用自动吞沫机则排除了这一潜在的风险，它的安装位置恰好处在料液面上端、泡沫层下端，此时自动吞沫机根据泡沫的多少进行有选择性的工作，不仅及时清除了泡沫使菌体呼吸畅通，而且又及时地补进了新鲜氧气，保护了料液中原有的溶氧速率，显然是有百利而无一弊。
6.有利于产物提取
消泡剂是一种油性化学物质，不仅粘稠而且不易溶于水，无论哪一种好氧发酵产物都离不开提取，那么不加消泡剂或少加消泡剂有利而无弊这是大家共知的道理。
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国家大力支持的自主创新专利产品
由于“自动吞沫机成套设备”是拥有多项国家专利和多项国际专利的高新技术产品，因此从研制开发到产品成熟，先后得到了国家科技部、北京市科委、西城区科委、中国科学院、中国发酵工业协会等相关部门的大力支持，同时也得到了国家科技部、北京市科委、西城区科委专项资金的无偿扶持；因此在借助国家资金的大力支持下，“自动吞沫机成套设备”以较低的价格投放市场，仅几年的时间就在数十家发酵企业得到了推广和应用，而一套“自动吞沫机成套设备”的销售价仅十几万元（350M³以下），3—6个月即可收回成本，这种高回报的性价比在国内外实属罕见。
2006年北京博硕德恒科技开发有限公司被北京市科委认定为高新技术企业，同年顺利通过（GB/T19001-2000）质量管理体系认证；2008年在国家重新审核的高新技术企业名单中，北京博硕德恒科技开发有限公司再次被认定为国家级高新技术企业；2009年又再次通过质量管理体系认证（GB/T19001-2008/IS9001:2008标准）；2010年“自动吞沫成套设备”仍被列为“北京市火炬计划推广项目”。目前该设备已在国内数十家生产企业全部安装整体运行，其技术质量稳定可靠、效果显著立竿见影。
综上所述，在国家大力提倡高效、降耗、节能、减排的低碳经济产业政策下，在企业向成本、向管理要效益的前提下，在当前国际市场和国内市场对产品质量和产品安全要求更加严格的今天，推广使用自动吞沫机成套设备是一项投资少、见效快、高回报的高新技术；相信生物发酵行业的掌门人，定会不失先机捷足先登，为珍爱我们赖以生存的家园——地球，为全面实现低碳经济的战略国策，为我们工作生活的环境更加美好，做出我们应该做出而能够做出的贡献……！
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