專利名稱：倒錐式微孔鼓泡液相深層發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在生物發(fā)酵中，液體深層發(fā)酵是將發(fā)酵菌種投放在反應(yīng)器中，在適宜的條件下菌種生長繁殖、發(fā)酵出目的產(chǎn)物。如何有效地提高發(fā)酵液的供氧量關(guān)系到發(fā)酵產(chǎn)率，增大液相與氧氣的接觸表面積可提高產(chǎn)率，縮短發(fā)酵時(shí)間?，F(xiàn)有技術(shù)是在發(fā)酵反應(yīng)釜中以機(jī)械攪拌方式將充入反應(yīng)釜的氣泡攪碎成細(xì)小氣泡，增大氣-液接觸面，但機(jī)械攪拌裝置能耗高，機(jī)械攪拌裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備投資大。
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通常的鼓泡攪拌裝置是鼓泡管安裝在反應(yīng)釜下部，鼓泡孔的開口朝上。中國專利CN201887067U公開了鼓泡攪拌式制絨槽補(bǔ)液裝置，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用方管上的出氣孔的鼓泡形式，氣流通過方管垂直向上和水平方向的出氣孔實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)罐中物料的攪拌，此種攪拌裝置，存在的不足，其一是垂直向上的出氣孔，初速度方向是垂直向上的，氣泡的上浮速度也是垂直向上，氣泡脫離出氣孔后以二速度合成的向上速度方向迅速脫離液相發(fā)酵界面，氣-液接觸時(shí)間短，反應(yīng)釜底部的液相物料難于與氣泡接觸，形成氣-液接觸死角，氣液不接觸的死角處會(huì)導(dǎo)致厭氧菌類的雜菌繁殖，而使產(chǎn)品質(zhì)量下降，且該裝置的鼓泡管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，更換產(chǎn)品或發(fā)酵罐有雜菌時(shí)滅菌清洗困難。中國專利CN102078778A結(jié)構(gòu)簡單，清洗維護(hù)方便，但同樣存在反應(yīng)釜底部易出現(xiàn)氣-液接觸死角的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種能使發(fā)酵反應(yīng)釜中各點(diǎn)的發(fā)酵物料均能與氧氣充分接觸，無氣-液接觸死角、結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝、便于清洗的鼓泡液相深層發(fā)酵裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括進(jìn)氣管I、鼓泡孔2、微孔鼓泡器3、加熱保溫層4、發(fā)酵反應(yīng)釜5、蝶閥進(jìn)料口 6、DO控制儀7、通氣孔8、出料管9，其特征在于發(fā)酵反應(yīng)釜5底部中心處裝有微孔鼓泡器3，微孔鼓泡器3連接進(jìn)氣管I ;發(fā)酵反應(yīng)釜5底側(cè)部連接出料管9，發(fā)酵反應(yīng)釜5頂端有蝶閥進(jìn)料口 6 ;所述的發(fā)酵反應(yīng)釜5頂端裝有DO控制儀7、所述的發(fā)酵反應(yīng)釜5外壁有加熱保溫層4 ;所述的微孔鼓泡器3其特征在于其外表面近似倒錐體，倒錐底面是外凸的圓弧面，倒錐側(cè)面是向內(nèi)凹進(jìn)的弧面，倒錐側(cè)面的內(nèi)凹弧面上有N個(gè)微孔鼓泡孔2。所述的微孔鼓泡器3倒錐底面與側(cè)面圓弧過度連接。所述的微孔鼓泡器3上的N個(gè)鼓泡孔2的開口方向朝斜下方，并隨倒錐側(cè)面的內(nèi)凹弧面而改變，由朝斜下方至朝發(fā)酵反應(yīng)釜徑向過度。所述的蝶閥進(jìn)料口 6為DN250mm。所述的進(jìn)氣管I與發(fā)酵反應(yīng)釜5焊接連接。有益效果
本發(fā)明的倒錐式微孔鼓泡液相深層發(fā)酵裝置氣泡進(jìn)入發(fā)酵反應(yīng)體系，氣泡先朝斜下方運(yùn)動(dòng)，直達(dá)發(fā)酵反應(yīng)釜5底部，因受反應(yīng)體系液相物料的浮力作用以及物料阻力的作用，再由發(fā)酵反應(yīng)釜5底部逐漸上升，不留氣-液接觸死角，可有效防止厭氧雜菌的生長繁殖，保證廣品質(zhì)量的穩(wěn)定；氣泡進(jìn)入發(fā)酵反應(yīng)體系，氣泡先朝斜下方運(yùn)動(dòng)，直達(dá)發(fā)酵反應(yīng)釜5底部，因受反應(yīng)體系液相物料的浮力作用以及物料阻力的作用，再由發(fā)酵反應(yīng)釜底部逐漸上升，氣泡在發(fā)酵反應(yīng)釜中平均停留時(shí)間長，利于生物發(fā)酵反應(yīng)；在本發(fā)明的裝置下，氣泡進(jìn)入發(fā)酵反應(yīng)釜運(yùn)動(dòng)軌跡延長，平均停留時(shí)間隨之延長，氣-液接觸更充分可降低鼓泡的動(dòng)力消耗；用蝶閥進(jìn)料口 6替代現(xiàn)有技術(shù)慣常應(yīng)用的法蘭盤進(jìn)料口，進(jìn)料時(shí)打開蝶閥，反應(yīng)時(shí)關(guān)閉蝶閥，進(jìn)料打開和反應(yīng)時(shí)密封使進(jìn)料和反應(yīng)時(shí)開關(guān)進(jìn)料口操作簡單化，進(jìn)料口選擇DN250mm的蝶閥，DN250mm保證進(jìn)料的通暢；所述的發(fā)酵反應(yīng)釜5頂端裝有DO控制儀7便于對發(fā)酵反應(yīng)的監(jiān)控；微孔鼓泡器3倒錐底面與側(cè)面圓弧過度連接，降低對反應(yīng)體系流體的阻力；微孔鼓泡器3上的N個(gè)鼓泡孔2的開口方向朝斜下方，并隨倒錐側(cè)面的內(nèi)凹弧面而改變，由朝斜下方至朝發(fā)酵反應(yīng)釜徑向過度，使氣泡在發(fā)酵反應(yīng)釜徑向方向的均勻分布；本發(fā)明的倒錐式微孔鼓泡液相深層發(fā)酵裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于更換產(chǎn)品時(shí)對發(fā)酵反應(yīng)釜的清洗，成本低廉。


圖I :倒錐式微孔鼓泡液相深層發(fā)酵裝置圖；圖2 :微孔鼓泡器3局部剖視圖；圖3 :微孔鼓泡器3仰視圖；圖中1進(jìn)氣管、2鼓泡孔、3微孔鼓泡器、4加熱保溫層、5發(fā)酵反應(yīng)釜、6蝶閥進(jìn)料口、7D0控制儀、8通氣孔、9出料管。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例本發(fā)明的技術(shù)方案包括包括進(jìn)氣管I、鼓泡孔2、微孔鼓泡器3、加熱保溫層4、發(fā)酵反應(yīng)釜5、蝶閥進(jìn)料口 6、DO控制儀7、通氣孔8、出料管9，其特征在于發(fā)酵反應(yīng)釜5底部中心處裝有微孔鼓泡器3，微孔鼓泡器3連接進(jìn)氣管I ;發(fā)酵反應(yīng)釜5底側(cè)部連接出料管9，發(fā)酵反應(yīng)釜5頂端有蝶閥進(jìn)料口 6 ;所述的發(fā)酵反應(yīng)釜5頂端裝有DO控制儀7、所述的發(fā)酵反應(yīng)釜5外壁有加熱保溫層4 ;所述的微孔鼓泡器3其特征在于其外表面近似倒錐體，倒錐底面是外凸的圓弧面，倒錐側(cè)面是向內(nèi)凹進(jìn)的弧面，倒錐側(cè)面的內(nèi)凹弧面上有N個(gè)微孔鼓泡孔2。所述的微孔鼓泡器3倒錐底面與側(cè)面圓弧過度連接。所述的微孔鼓泡器3上的N個(gè)鼓泡孔2的開口方向朝斜下方，并隨倒錐側(cè)面的內(nèi)凹弧面而改變，由朝斜下方至朝發(fā)酵反應(yīng)釜徑向過度。、
所述的蝶閥進(jìn)料口 6為DN250mm。所述的 進(jìn)氣管I與發(fā)酵反應(yīng)釜5焊接連接。
權(quán)利要求
1.倒錐式微孔鼓泡液相深層發(fā)酵裝置包括進(jìn)氣管、鼓泡孔、微孔鼓泡器，加熱保溫層，發(fā)酵反應(yīng)爸、蝶閥進(jìn)料口、DO控制儀、通氣孔、出料管，其特征在于發(fā)酵反應(yīng)釜底部中心處裝有微孔鼓泡器，微孔鼓泡器連接進(jìn)氣管；發(fā)酵反應(yīng)釜底側(cè)部連接出料管，發(fā)酵反應(yīng)釜頂端有蝶閥進(jìn)料口 ；所述的發(fā)酵反應(yīng)釜外壁有加熱保溫層；所述的微孔鼓泡器其特征在于其外表面近似倒錐體，倒錐底面是外凸的圓弧面,倒錐側(cè)面是向內(nèi)凹進(jìn)的弧面，倒錐側(cè)面的內(nèi)凹弧面上有N個(gè)微孔鼓泡孔。
2.如權(quán)利要求I所述的微孔鼓泡器倒錐底面與側(cè)面圓弧過度連接。
3.如權(quán)利要求I所述的微孔鼓泡器上的N個(gè)鼓泡孔的開口方向朝斜下方，并隨倒錐側(cè)面的內(nèi)凹弧面而改變，由朝斜下方至朝發(fā)酵反應(yīng)釜徑向過度。
4.如權(quán)利要求I所述的蝶閥進(jìn)料口為DN250mm。
5.如權(quán)利要求I所述的進(jìn)氣管與發(fā)酵反應(yīng)釜焊接連接。
全文摘要
倒錐式微孔鼓泡液相深層發(fā)酵裝置的技術(shù)方案包括進(jìn)氣管、鼓泡孔、微孔鼓泡器、加熱保溫層、發(fā)酵反應(yīng)釜、蝶閥進(jìn)料口、DO控制儀、通氣孔、出料管。發(fā)酵反應(yīng)釜底部中心處裝有微孔鼓泡器，微孔鼓泡器連接進(jìn)氣管；發(fā)酵反應(yīng)釜底側(cè)部連接出料管，發(fā)酵反應(yīng)釜頂端有蝶閥進(jìn)料口；發(fā)酵反應(yīng)釜外壁有加熱保溫層；微孔鼓泡器其特征在于其外表面近似倒錐體，倒錐底面是外凸的圓弧面，倒錐側(cè)面是向內(nèi)凹進(jìn)的弧面，倒錐側(cè)面的內(nèi)凹弧面上有N個(gè)微孔鼓泡孔。不留氣-液接觸死角，可有效防止雜菌繁殖，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定；氣泡在發(fā)酵反應(yīng)釜中平均停留時(shí)間長，利于生物發(fā)酵反應(yīng)；便于更換產(chǎn)品時(shí)對發(fā)酵反應(yīng)釜的清洗，成本低廉。
文檔編號C12M1/04GK102757894SQ20121027246
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者于明, 倪獻(xiàn)智, 張廣友, 施強(qiáng), 朱金璇, 李倩, 李平, 李敏, 牟宗剛, 王曉軒, 苗澤旺, 袁翔宇, 許崇娟, 陳中合, 馬晶, 高紅鷹, 鮑猛 申請人:濟(jì)南大學(xué)