好氧發(fā)酵罐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種好氧發(fā)酵罐，包括發(fā)酵罐本體和設(shè)于發(fā)酵罐本體內(nèi)的機(jī)械攪拌器，還包括射流攪拌裝置，所述射流攪拌裝置包括射流混合器、空氣壓縮機(jī)、過濾除菌器和流量計(jì)，所述射流混合器設(shè)于發(fā)酵罐本體內(nèi)部下方、且通過管道和設(shè)于發(fā)酵罐本體外側(cè)的流量計(jì)、過濾除菌器和空氣壓縮機(jī)依次串聯(lián)；通過在發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置位于機(jī)械攪拌器正下方的射流混合器，在給射流混合器內(nèi)通入高壓空氣以后，發(fā)酵罐內(nèi)的液體從射流管的液體入口循環(huán)進(jìn)入，在高壓空氣的作用下形成射流，形成射流攪拌，同時(shí)在射流過程中形成氣泡，氣泡在液體內(nèi)上升，機(jī)械攪拌器的葉片將氣泡打碎，氣泡破碎過程中既可以使更多的氧溶入液體內(nèi)，還可以形成進(jìn)一步攪拌，提高溶氧速率。
【專利說明】好氧發(fā)酵罐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種好氧發(fā)酵罐。

【背景技術(shù)】
[0002]好氧發(fā)酵罐是抗生素、谷氨酸、檸檬酸、酵母等發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。由于好氧微生物的呼吸、基質(zhì)的氧化所需要的氧是液相中溶解的氧，因此在好氧發(fā)酵過程中氧的氣液傳質(zhì)十分重要，在發(fā)酵過程中需要將空氣不斷通入發(fā)酵液中，以供微生物所消耗的氧。微生物群的攝氧量很大，通常為10-50X 103mol/(L ^h),但氧在發(fā)酵液中的溶解度卻很低，在1.013X105Pa、25°C下，空氣中氧在發(fā)酵液中的飽和溶解度僅為0.2X103mol/L,溶氧不足會(huì)嚴(yán)重影響微生物的呼吸代謝。要維持正常呼吸代謝必須迅速補(bǔ)充培養(yǎng)液中的溶解氧，因此氧溶解速度成為好氧發(fā)酵過程的限制因素。一個(gè)良好的好氧發(fā)酵罐除了應(yīng)具備結(jié)構(gòu)、操作等方面的優(yōu)點(diǎn)外，主要還應(yīng)具有空氣中的氧利用率高、能耗低、單位容積生產(chǎn)能力大等特點(diǎn)。要提高發(fā)酵罐的生產(chǎn)能力、氧利用率、降低能耗都必須依靠提高溶氧速率來實(shí)現(xiàn)。目前我國(guó)普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)式機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐是采用加大通風(fēng)量、加強(qiáng)攪拌的方法以達(dá)到提高溶氧系數(shù)Kla的目的。其氧利用率低、能耗高，且隨著高產(chǎn)菌株的不斷使用，傳統(tǒng)發(fā)酵罐已難以滿足對(duì)溶氧速率愈來愈高的要求。因此，開發(fā)研究高溶氧速率、低能耗的新型發(fā)酵罐很有必要。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種好氧發(fā)酵罐，通過在發(fā)酵罐底部設(shè)置射流混合器，并使用空氣壓縮機(jī)為射流混合器提供經(jīng)過過濾和除菌的高壓空氣，從而在發(fā)酵罐內(nèi)形成射流攪拌，大大提高溶氧系數(shù)，還能降低功耗。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種好氧發(fā)酵罐，包括發(fā)酵罐本體和設(shè)于發(fā)酵罐本體內(nèi)的機(jī)械攪拌器，還包括射流攪拌裝置，所述射流攪拌裝置包括射流混合器、空氣壓縮機(jī)、過濾除菌器和流量計(jì)，所述射流混合器設(shè)于發(fā)酵罐本體內(nèi)部下方、且通過管道和設(shè)于發(fā)酵罐本體外側(cè)的流量計(jì)、過濾除菌器和空氣壓縮機(jī)依次串聯(lián)，所述射流混合器包括固定設(shè)于發(fā)酵罐本體內(nèi)壁上的環(huán)狀主管和繞發(fā)酵罐本體軸線均勻布設(shè)于環(huán)狀主管上的至少兩套豎向射流管，所述環(huán)狀主管的軸線與發(fā)酵罐本體軸線重合。
[0005]所述射流混合器位于機(jī)械攪拌器正下方，所述機(jī)械攪拌器包括設(shè)于發(fā)酵罐上方的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、豎向穿入發(fā)酵罐內(nèi)部的攪拌軸和固定設(shè)于攪拌軸下端的一組葉片，所述攪拌軸與發(fā)酵罐本體之間設(shè)置軸承、且密封連接，所述攪拌軸上端借助于減速器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。
[0006]所述發(fā)酵罐本體上部設(shè)有進(jìn)料口和排氣口，其下部設(shè)有放料口。
[0007]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:通過在發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置位于機(jī)械攪拌器正下方的射流混合器，在給射流混合器內(nèi)通入高壓空氣以后，發(fā)酵罐內(nèi)的液體從射流管的液體入口循環(huán)進(jìn)入，在高壓空氣的作用下形成射流，形成射流攪拌，還可以使液體充分與空氣接觸，增大溶氧量，同時(shí)在射流過程中形成氣泡，氣泡在液體內(nèi)上升，當(dāng)上升的氣泡遇到上部的機(jī)械攪拌器后，機(jī)械攪拌器的葉片將氣泡打碎，氣泡破碎過程中既可以使更多的氧溶入液體內(nèi)，還可以形成進(jìn)一步攪拌，提高溶氧速率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本實(shí)用新型射流管工作原理示意圖；
[0010]在附圖中:1、流量計(jì)；2、過濾除菌器；3、空氣壓縮機(jī)；4、機(jī)械攪拌器；5、射流混合器；6、發(fā)酵罐本體；7、氣泡；8、射流管；9、進(jìn)料口 ；10、排氣口 ；11、放料口 ；12、空氣進(jìn)口。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0012]目前我國(guó)普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)式機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐是采用加大通風(fēng)量、加強(qiáng)攪拌的方法以達(dá)到提高溶氧系數(shù)Kla的目的。其氧利用率低、能耗高，且隨著高產(chǎn)菌株的不斷使用，傳統(tǒng)發(fā)酵罐已難以滿足對(duì)溶氧速率愈來愈高的要求，為此，本實(shí)用新型提供一種如圖1-2所示的好氧發(fā)酵罐，其包括發(fā)酵罐本體6和設(shè)于發(fā)酵罐本體6內(nèi)的機(jī)械攪拌器4，還包括射流攪拌裝置，所述射流攪拌裝置包括射流混合器5、空氣壓縮機(jī)3、過濾除菌器2和流量計(jì)I,所述射流混合器5設(shè)于發(fā)酵罐本體6內(nèi)部下方、且通過管道和設(shè)于發(fā)酵罐本體6外側(cè)的流量計(jì)1、過濾除菌器2和空氣壓縮機(jī)3依次串聯(lián)，所述射流混合器5包括固定設(shè)于發(fā)酵罐本體6內(nèi)壁上的環(huán)狀主管和繞發(fā)酵罐本體6軸線均勻布設(shè)于環(huán)狀主管上的至少兩套豎向射流管8，所述環(huán)狀主管的軸線與發(fā)酵罐本體6軸線重合，由于進(jìn)入發(fā)酵罐內(nèi)的空氣是為液體提供氧氣資源，為了不影響內(nèi)部發(fā)酵環(huán)境，進(jìn)入內(nèi)部的空氣必須經(jīng)過過濾和除菌。
[0013]所述射流混合器5位于機(jī)械攪拌器4正下方，所述機(jī)械攪拌器4包括設(shè)于發(fā)酵罐上方的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、豎向穿入發(fā)酵罐內(nèi)部的攪拌軸和固定設(shè)于攪拌軸下端的一組葉片，所述攪拌軸與發(fā)酵罐本體6之間設(shè)置軸承、且密封連接，所述攪拌軸上端借助于減速器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述發(fā)酵罐本體6上部設(shè)有進(jìn)料口 9和排氣口 10，其下部設(shè)有放料口 11，進(jìn)入發(fā)酵罐內(nèi)的空氣中一部分氧氣溶入液體,殘留氣體形成氣泡上升至發(fā)酵罐頂部空間內(nèi)后從排氣口直接排出。
[0014]本實(shí)用新型通過在發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)置位于機(jī)械攪拌器正下方的射流混合器，在給射流混合器內(nèi)通入高壓空氣以后，發(fā)酵罐內(nèi)的液體從射流管的液體入口循環(huán)進(jìn)入，在高壓空氣的作用下形成射流，形成射流攪拌(參見附圖2)，還可以使液體充分與空氣接觸，增大溶氧量，同時(shí)在射流過程中形成氣泡，氣泡在液體內(nèi)上升，當(dāng)上升的氣泡遇到上部的機(jī)械攪拌器后，機(jī)械攪拌器的葉片將氣泡打碎，氣泡破碎過程中既可以使更多的氧溶入液體內(nèi)，還可以形成進(jìn)一步攪拌，提高溶氧速率。
[0015]另外一方面，本實(shí)用新型的機(jī)械攪拌器只設(shè)置一級(jí)，只在液體上部進(jìn)行機(jī)械攪拌，同時(shí)打碎所形成的氣泡，改善溶氧率。
【權(quán)利要求】
1.一種好氧發(fā)酵罐，包括發(fā)酵罐本體(6)和設(shè)于發(fā)酵罐本體(6)內(nèi)的機(jī)械攪拌器(4)，其特征在于:還包括射流攪拌裝置，所述射流攪拌裝置包括射流混合器(5)、空氣壓縮機(jī)(3)、過濾除菌器(2)和流量計(jì)(1)，所述射流混合器(5)設(shè)于發(fā)酵罐本體(6)內(nèi)部下方、且通過管道和設(shè)于發(fā)酵罐本體(6 )外側(cè)的流量計(jì)(I)、過濾除菌器(2 )和空氣壓縮機(jī)(3 )依次串聯(lián),所述射流混合器(5)包括固定設(shè)于發(fā)酵罐本體(6)內(nèi)壁上的環(huán)狀主管和繞發(fā)酵罐本體(6)軸線均勻布設(shè)于環(huán)狀主管上的至少兩套豎向射流管(8)，所述環(huán)狀主管的軸線與發(fā)酵罐本體(6)軸線重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的好氧發(fā)酵罐，其特征在于:所述射流混合器(5)位于機(jī)械攪拌器(4)正下方，所述機(jī)械攪拌器(4)包括設(shè)于發(fā)酵罐上方的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、豎向穿入發(fā)酵罐內(nèi)部的攪拌軸和固定設(shè)于攪拌軸下端的一組葉片，所述攪拌軸與發(fā)酵罐本體(6)之間設(shè)置軸承、且密封連接，所述攪拌軸上端借助于減速器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的好氧發(fā)酵罐，其特征在于:所述發(fā)酵罐本體(6)上部設(shè)有進(jìn)料口(9)和排氣口(10)，其下部設(shè)有放料口(11)。
【文檔編號(hào)】C12M1/12GK203923188SQ201420356123
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】孫百虎, 楊波, 郝卓莉, 尚平 申請(qǐng)人:孫百虎