節能環保與自動吞沫機成套設備及應用
概述：
自動吞沫機成套設備是北京博碩德恒科技開發有限公司，自主選項命題、自主研究開發、自主加工生產、自主經營管理、是完全擁有多項自主知識產權的高新科技成果。該專利技術國內外首創，廣泛適用于生物好氧發酵并產生一般粘滯性氣泡的生產工藝中。其獨特的技術優勢在于：以好氧發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；既節省了人力、物力（消泡劑），提高了產量（增加罐容），又保護了環境，且對提取工序大有益處，同時也減少了由化學除泡帶給人類乃至動植物類的侵害。
技術背景
在生物好氧發酵工程領域，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)以及糖類物質的生產（赤蘚糖醇）……等生產過程中，不可避免的會產生大量泡沫，這些泡沫必須及時清除，否則將嚴重影響生產，甚至逃液冒罐染菌報廢。傳統的除泡方法是化學消泡劑和消沫刮板并用，其缺點是：消沫刮板只是在罐內液面上方安裝耙式刮板，將表面的大泡打碎成小泡，結果還是除不掉泡沫，無奈只好再添加化學消泡劑（如泡敵）或植物油除泡，而化學消泡劑和植物油不僅成本太高，抑制產物的合成和代謝，還會破壞環境，增加碳排放和治污成本，這些都是和節能環保相悖的。
技術內容及創新點
自動吞沫機設備是北京博碩德恒科技開發有限公司自主選項命題、自主研究開發、自主加工生產、自主經營管理、完全擁有十一項自主知識產權的高新科技成果。該專利技術國內外首創（根據2010年12月查新報告），廣泛適用于生物好氧發酵并產生一般粘滯性氣泡的生產工藝中。其獨特的技術優勢在于：以好氧發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；既節省了人力、物力（消泡劑），提高了產量（增加罐容），又保護了環境，且對提取工序大有益處，同時也減少了由化學除泡帶給人類乃至動植物類的侵害。無疑自動吞沫成套設備的誕生，是對傳統除泡方式的一次革命。
工作原理
自動吞沫機成套設備是依據流體力學原理設計的，當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壓區，大量擠壓在吞沫機周圍的泡沫，在負壓所形成的空吸作用下，通過各環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原來料液溶為一體，氣體順著排氣管道排出罐外。
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吞沫機主機部分裝在發酵罐內，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，風速12M/S左右，通風量3m³-5m³/min，吞沫時間最短<10s，最長不>30s，自控系統電源220V，最大功率≤100w。吞沫機配有自動控制及防冒罐安全系統，在安裝時無需對原設備改動，只需將吞沫機裝于罐內，用環形管連接在供氣管道上，控制系統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。
當發酵罐開始運行后，自控系統進入自動控制狀態，此時工作指示燈閃爍發光，表示待工作狀態，當發酵罐內泡沫達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會緩慢上升，當泡沫消除干凈，吞沫機會自動停止工作，流量計上的讀數恢復原狀，如此循環往復……
1.節約消泡劑（直接效益）
以谷氨酸350m³發酵罐，單罐年產至少220批次為例（谷氨酸發酵周期30h左右），簡析如下：
安裝自動吞沫機后可節省消泡劑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）；單罐最低產谷氨酸：30噸，單罐每年最低生產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象的發生，因此完全可以提高裝料系數，一般提高罐容利用率在1-10%之間，我們按偏低標準3%計算：
單罐可以提高產量為：30噸×3%=0.9噸，
年增加產量為：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）
在好氧發酵過程中，逃液冒罐現象時有發生，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該發生而又確實存在的損失。
4.減少污染物排放益于環保（社會效益）
所謂消泡劑（泡敵），就是從石油中提煉的化學合成物質。在發酵過程中，添加多少消泡劑，就要排放多少由消泡劑所產生的廢水、廢氣等。根據碳排放計算公式：一只350m³發酵罐安裝自動吞沫機設備后，每年可減少碳排放量41.45噸。全國谷氨酸年產量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。如果全國的好氧發酵企業（氨基酸、有機酸、抗生素、酶制劑、及糖類產品等等）都能安裝使用自動吞沫機設備，其產生的經濟效益和社會效益將是一個可想而知的數字。
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的潔凈空氣，對菌體的繁殖生長不會有任何負面影響，因為在整個溶氧過程中，排出的二氧化碳氣體，被厚厚的泡沫所覆蓋，直接影響菌體的有氧呼吸，嚴重者導致窒息自溶，尤其對制藥行業的發酵生產更為顯著。
我們知道當大量的泡敵（消泡劑）加入到發酵液里面之后，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，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，導致發酵指標下降。而使用自動吞沫機則排除了這一潛在的風險，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泡沫的多少進行有選擇性的工作，不僅及時清除了泡沫使菌體呼吸暢通，而且又及時地補進了新鮮氧氣，保護了料液中原有的溶氧速率，顯然是有百利而無一弊。
6.有利于產物提取
消泡劑是一種油性化學物質，不僅粘稠而且不易溶于水，無論哪一種好氧發酵產物都離不開提取，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。
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國家大力支持的自主創新專利產品
由于“自動吞沫機成套設備”是擁有多項國家專利和多項國際專利的高新技術產品，因此從研制開發到產品成熟，先后得到了國家科技部、北京市科委、西城區科委、中國科學院、中國發酵工業協會等相關部門的大力支持，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，“自動吞沫機成套設備”以較低的價格投放市場，僅幾年的時間就在數十家發酵企業得到了推廣和應用，而一套“自動吞沫機成套設備”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外實屬罕見。
2006年北京博碩德恒科技開發有限公司被北京市科委認定為高新技術企業，同年順利通過（GB/T19001-2000）質量管理體系認證；2008年在國家重新審核的高新技術企業名單中，北京博碩德恒科技開發有限公司再次被認定為國家級高新技術企業；2009年又再次通過質量管理體系認證（GB/T19001-2008/IS9001:2008標準）；2010年“自動吞沫成套設備”仍被列為“北京市火炬計劃推廣項目”。目前該設備已在國內數十家生產企業全部安裝整體運行，其技術質量穩定可靠、效果顯著立竿見影。
綜上所述，在國家大力提倡高效、降耗、節能、減排的低碳經濟產業政策下，在企業向成本、向管理要效益的前提下，在當前國際市場和國內市場對產品質量和產品安全要求更加嚴格的今天，推廣使用自動吞沫機成套設備是一項投資少、見效快、高回報的高新技術；相信生物發酵行業的掌門人，定會不失先機捷足先登，為珍愛我們賴以生存的家園——地球，為全面實現低碳經濟的戰略國策，為我們工作生活的環境更加美好，做出我們應該做出而能夠做出的貢獻……！
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