專利名稱：高效節(jié)能抗生素發(fā)酵罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬機械制造領(lǐng)域，具體說是一種高效節(jié)能型抗生素發(fā)酵罐。
背景技術(shù)：
目前，在抗生素發(fā)酵行業(yè)中，均采用通用式發(fā)酵罐進行抗生素發(fā)酵，此種發(fā)酵罐攪 拌轉(zhuǎn)速采用傳統(tǒng)的固定轉(zhuǎn)速，由皮帶輪減速；攪拌器結(jié)構(gòu)為三級單一六箭葉渦輪式攪拌； 冷卻裝置采用多組立式蛇管；罐內(nèi)無布氣裝置，通風(fēng)管直對罐底。這種發(fā)酵罐通風(fēng)量大，通 風(fēng)比一般為1 1-1. 2;攪拌功率匹配較高，一般為1 1.5-2. 0(即IOOm3發(fā)酵罐需配置 150-200KW 的電機)。鑒于以上特點及其本身結(jié)構(gòu)形式，這種發(fā)酵罐存在以下缺陷和不足1、傳動形式為三角皮帶，電耗比較高；2、設(shè)備體積大，不易控制操作，維護不方便；3、攪拌器均采用直徑相同的圓盤六箭葉渦輪式攪拌槳葉，攪拌器結(jié)構(gòu)形式單一， 物料以徑向流為主，攪拌混合不均勻，攪拌阻力大，匹配功率高；在相同轉(zhuǎn)速下，剪切力大， 菌體損傷嚴重，不利于菌種生長。4、罐內(nèi)無布氣裝置，空氣分布不均勻，部分區(qū)域存在溶氧死角，氣-固-液間的傳 質(zhì)速率差，養(yǎng)分吸收不充分，通風(fēng)量大，發(fā)酵水平低；5、冷卻裝置采用傳統(tǒng)的單一蛇管，冷卻水流速低，阻力大，生產(chǎn)效率低。 發(fā)明內(nèi)容隨著醫(yī)藥生產(chǎn)的快速發(fā)展，抗生素發(fā)酵的高糖、高溶氧和流加補料等新工藝、新技 術(shù)不斷被應(yīng)用于生產(chǎn)，達到高效價、高密度發(fā)酵的目的，使原傳統(tǒng)的發(fā)酵罐顯露不足，難以 滿足抗生素發(fā)酵的要求。鑒于現(xiàn)有抗生素發(fā)酵罐的不足，本實用新型的目的旨在提供一種高效節(jié)能型抗生 素發(fā)酵罐。該罐對機械攪拌器結(jié)構(gòu)形式和冷卻排管進行技術(shù)改進，增設(shè)空氣特殊混合器，并 將高效攪拌器與空氣分布器進行科學(xué)的有機結(jié)合，以此提高抗生素發(fā)酵單位，降低發(fā)酵生 產(chǎn)能耗，提高生產(chǎn)效益。本實用新型的設(shè)計是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種高效節(jié)能型抗生素發(fā)酵罐，其特征是在罐內(nèi)的攪拌軸上段裝有四寬葉旋漿， 中段裝有三窄葉旋漿，下段裝有六拋物線槳葉，形成三級高效組合式攪拌；底層攪拌與罐底 間設(shè)有圓環(huán)式噴射混合器；罐內(nèi)設(shè)有降溫圓排管，圓排管垂直裝于罐內(nèi)，圓排管在罐內(nèi)共分 9組，每組為7圈垂直排列，管間中心距120mm，圓管直徑50mm ；罐外布有半圓管，共分12組， 每組7圈，管間中心距為120mm，半圓管直徑100mm，半圓管緊挨罐壁環(huán)繞；罐頂置有傳動電 機。上述四片寬葉旋漿直徑1600mm，葉片寬480mm ；三片窄葉直徑1550mm，葉片寬 150mm ；六拋物線槳葉直徑1500mm，葉片寬210mm。[0014]上述圓環(huán)式噴射混合器，圓環(huán)直徑1800mm，噴嘴中心距600mm，噴嘴直徑10mm，噴
嘴數(shù)量36個。上述罐頂傳動電機采用變頻器調(diào)速。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點和產(chǎn)生的有益效果1、攪拌結(jié)構(gòu)形式設(shè)計科學(xué)，罐內(nèi)氣-固-液混合充分，發(fā)酵液溶解氧水平提高。通過改進攪拌器結(jié)構(gòu)形式，采用高效混合流型(既有徑向流又有軸向流)組合式 三級攪拌槳葉，使罐內(nèi)氣、固、液三相混合均勻，加快氧傳遞速度，增加空氣與發(fā)酵液接觸時 間和接觸面積，發(fā)酵液溶解氧水平提高，剪切力小，有利于菌種的生長，減少死菌、異常菌的 產(chǎn)生，提高發(fā)酵單位水平和發(fā)酵效率。2、攪拌功率和通氣量匹配顯著降低，節(jié)能效果明顯。為適應(yīng)發(fā)酵工藝節(jié)能需要，在確?？股匕l(fā)酵正常的條件下，采用變頻調(diào)速電機 和高效組合式攪拌器，增設(shè)高效空氣分布器，使攪拌功率和通風(fēng)比匹配顯著降低，電耗降幅 明顯，可節(jié)約用電20%-35%。本實用新型節(jié)能型發(fā)酵罐通風(fēng)比匹配為1 0.6-1.0，攪拌 功率為1 1. 0-1. 5 (即100m3發(fā)酵罐需配置100-150KW的電機)，使攪拌功率和通氣量匹 配顯著降低，節(jié)能效果明顯。3、動量傳質(zhì)和氧利用效率高。本實用新型采用高效圓環(huán)式噴射混合器，經(jīng)與高效攪拌器旋漿科學(xué)的有機結(jié)合， 能充分利用進入罐內(nèi)低壓空氣的釋放能量，引射氣-固-液三相能量與質(zhì)量傳遞傳換，實現(xiàn) 物料混合更加均勻，壓風(fēng)均勻分布，氣體乳化程度加劇，同時，也可增大氣、液二相接觸面積 和增長接觸時間，使發(fā)酵液中的動量傳質(zhì)和氧利用效率得到提高，菌種生產(chǎn)發(fā)酵水平得以 充分發(fā)揮。4、冷卻能耗低。本實用新型改用罐內(nèi)圓排管和罐外半圓管相結(jié)合的冷卻排管，內(nèi)排管具有傳熱系 數(shù)高，罐體易于消毒、清洗，減少阻力，提高發(fā)酵容積，增大放罐體積等特點；罐外采用半圓 管，可以增強罐體強度，降低罐體壁厚，使整個發(fā)酵罐造價降低，增加換熱面積，提高發(fā)酵效 率，降低能耗。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型再作進一步的說明如圖1所示，一種高效節(jié)能型抗生素發(fā)酵罐，體積為250m3。在罐內(nèi)的攪拌軸7上 段裝有直徑1600mm，葉片寬480mm的四片寬葉旋漿1，中段裝有直徑1550mm，葉片寬150mm 的三片窄葉旋漿2，下段裝有直徑1500mm，葉片寬210mm的六片拋物線槳葉3，形成三級組 合式攪拌；底層攪拌與罐底間設(shè)有圓環(huán)直徑1800mm，噴嘴中心距600mm，噴嘴數(shù)量36個，噴 嘴直徑為10mm的圓環(huán)式噴射混合器4 ；罐內(nèi)設(shè)有降溫圓排管5，圓排管5垂直裝于罐內(nèi)，圓 排管5共分9組，每組為7圈垂直排列，管間中心距120mm，圓管直徑50mm ；罐外布有半圓管 6，共分12組，每組7圈，管間中心距為120mm，半圓管直徑100mm，半圓管緊靠罐壁環(huán)繞，罐頂置有傳動電機8。電機傳動帶動攪拌軸7以84轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)，通過攪拌軸7上四寬葉旋漿1、三窄葉旋 漿2、六拋物線旋漿3形成的三級高效組合式攪拌器，四寬葉旋漿1、三窄葉旋漿2、六拋物線 旋漿3三級高效組合式攪拌，使罐內(nèi)氣、固、液三相均勻混合。罐體設(shè)置的內(nèi)排管5、外排管6，降低罐內(nèi)溫度，內(nèi)排管5垂直置于罐內(nèi)，減少阻力， 提高發(fā)酵容積；外半圓管6緊挨罐壁分布，增加換熱面積，增強外壁強度。罐底與底層攪拌間設(shè)置的高效噴圓環(huán)式噴射混合器4裝置，使壓風(fēng)分布均勻，氣 體乳化程度加劇，提高動量傳質(zhì)和氧利用效率。罐頂傳動電機8采用變頻器調(diào)速，控制攪拌轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)罐內(nèi)溶氧。
權(quán)利要求一種高效節(jié)能型抗生素發(fā)酵罐，其特征是在罐內(nèi)的攪拌軸(7)上段裝有四寬葉旋漿(1)，中段裝有三窄葉旋漿(2)，下段裝有六拋物線槳葉(3)，形成三級高效組合式攪拌；底層攪拌與罐底間設(shè)有圓環(huán)式噴射混合器(4)；罐內(nèi)設(shè)有降溫圓排管(5)，圓排管(5)垂直裝于罐內(nèi)，圓排管(5)在罐內(nèi)共分9組，每組為7圈垂直排列，管間中心距120mm，圓管直徑50mm；罐外布有半圓管(6)，共分12組，每組7圈，管間中心距為120mm，半圓管直徑100mm，半圓管(6)緊挨罐壁環(huán)繞；罐頂置有傳動電機(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高效節(jié)能型抗生素發(fā)酵罐，其特征是上述四片寬葉旋漿 (1)直徑1600mm，葉片寬480mm ；三片窄葉(2)直徑1550mm，葉片寬150mm ；六拋物線槳葉 (3)直徑 1500mm,葉片寬 210mm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高效節(jié)能型抗生素發(fā)酵罐，其特征是上述圓環(huán)式噴射混合 器⑷，圓環(huán)直徑1800mm，噴嘴中心距600mm，噴嘴直徑10mm，噴嘴數(shù)量36個。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高效節(jié)能型抗生素發(fā)酵罐，其特征是上述罐頂傳動電機 (8)采用變頻器調(diào)速。
專利摘要本實用新型公開一種高效節(jié)能型抗生素發(fā)酵罐，其特征是在罐內(nèi)的攪拌軸上段裝有四寬葉旋槳，中段裝有三窄葉旋槳，下段裝有六拋物線槳葉，形成三級組合式攪拌；底層攪拌與罐底間設(shè)有圓環(huán)式噴射混合器；罐體設(shè)置內(nèi)外排管，內(nèi)圓排管垂直裝于罐內(nèi)，外半圓管緊按罐壁環(huán)繞；罐頂傳動電機采用變頻器調(diào)速。這種高效節(jié)能型抗生素發(fā)酵罐克服了傳統(tǒng)發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)的缺陷，使得結(jié)構(gòu)更趨于合理、科學(xué)、為抗生素發(fā)酵行業(yè)的發(fā)展將發(fā)揮積極作用。
文檔編號C12M1/02GK201598284SQ2010201056
公開日2010年10月6日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者劉萬發(fā), 劉發(fā)宏, 夏學(xué)鵬, 王小軍, 甘柏林 申請人:甘肅雪晶生化有限責(zé)任公司