專利名稱：一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐
技術(shù)領(lǐng) 域本實(shí)用新型涉及一種發(fā)酵罐，具體地說，是涉及一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐。
背景技術(shù)：
發(fā)酵罐被廣泛應(yīng)用于生物發(fā)酵工業(yè)及其它相關(guān)行業(yè)，一般發(fā)酵罐的罐體由不銹鋼制成，結(jié)構(gòu)嚴(yán)密。目前，用于有氧發(fā)酵的發(fā)酵罐通常將空氣壓縮后，經(jīng)過除菌除水直接送入發(fā)酵罐，并在發(fā)酵罐內(nèi)通過高速轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌槳將空氣泡擊碎成直徑為毫米級(jí)空氣泡，毫米級(jí)空氣泡由于直徑較大，因此數(shù)量較少，與液體接觸的表面積小，大多數(shù)空氣泡在未溶解進(jìn)溶液時(shí)就快速上升到液面并排出溶液，同時(shí)由于攪拌槳需要將通入的大空氣泡打碎成毫米級(jí)空氣泡，要求的轉(zhuǎn)速較高，消耗巨大的電力，且被壓縮后通過空氣進(jìn)入管進(jìn)入發(fā)酵罐的空氣量特別大才能滿足生物繁殖和代謝要求，因此在制備壓縮空氣時(shí)消耗特別大的電能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服普通有氧發(fā)酵的發(fā)酵罐內(nèi)空氣泡直徑較大導(dǎo)致溶液溶氧量小，同時(shí)由于需要壓縮大量空氣導(dǎo)致消耗巨大電能的缺陷，提供一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，包括罐體，空氣進(jìn)入管，設(shè)置在罐體內(nèi)部中心軸上的攪拌軸以及固定在攪拌軸上的攪拌槳，還包括固定在罐體上的泵，以及位于罐體內(nèi)部并與該泵相連的環(huán)形氣泡分布器。進(jìn)一步的，所述泵包括焊接在罐體內(nèi)部并與所述環(huán)形氣泡分布器相連的泵體，以及與泵體相連并固定在罐體外部的水泵電機(jī)。同時(shí)，所述環(huán)形氣泡分布器呈圓環(huán)形，且該環(huán)形氣泡分布器上還設(shè)置有細(xì)縫。為了更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述環(huán)形氣泡分布器的中心軸與攪拌軸重合。并且，所述攪拌槳在攪拌軸上從上至下分層排布，而所述環(huán)形氣泡分布器則設(shè)置于最下部的兩層攪拌槳之間。更進(jìn)一步的，所述環(huán)形氣泡分布器由不銹鋼制成。作為優(yōu)選，所述空氣進(jìn)入管的空氣出口與泵體的氣液入口相對，且空氣進(jìn)入管和泵體分別設(shè)置于罐體上兩個(gè)相對的側(cè)壁上。為了更好的吸收氣液，所述泵體的氣液入口為喇叭狀結(jié)構(gòu)。再進(jìn)一步的，所述泵為不銹鋼磁力泵。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果(I)本實(shí)用新型中采用了磁力泵，空氣泡與溶液經(jīng)水泵吸入后，水泵電機(jī)帶動(dòng)泵體內(nèi)的葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，將空氣泡擊碎，在溶液中成渾濁如稀牛奶狀的微米級(jí)空氣泡，增加了空氣泡的數(shù)量并且增加了空氣泡與溶液接觸面積，使空氣泡中更多的氧氣進(jìn)入溶液，提高了溶氧量。(2)本實(shí)用新型在提高了溶氧量的同時(shí)大大降低了壓縮空氣消耗量，減少了制備壓縮空氣需要的電能，因?yàn)閴嚎s空氣動(dòng)力費(fèi)占總成本比例較大，所以降低壓縮空氣的功率可大大減少總成本。(3)本實(shí)用新型中微米級(jí)的空氣泡體積較小，因此上升速度不到毫米級(jí)空氣泡上升速度的1/10，在溶液中滯留的時(shí)間大幅增加，有利于空氣泡中的氧氣溶解在溶液中，提高了溶液的溶氧量。(4)本實(shí)用新型中使用了不銹鋼環(huán)形氣泡分布器，環(huán)形氣泡分布器的中心軸與攪拌軸重合，使環(huán)形氣泡分布器噴出來的微米級(jí)空氣泡均勻分布于裝置內(nèi)溶液的各個(gè)部位，使溶液中所有生物體都能及時(shí)、足量、均勻得到需要的氧氣量，以供呼吸和代謝。(5)本實(shí)用新型中環(huán)形氣泡分布器設(shè)置在底層攪拌槳和從下往上數(shù)第二層攪拌槳之間，使環(huán)形氣泡分布器噴出的微米級(jí)空氣泡不僅在底層可以得到充分?jǐn)嚢?，同時(shí)因?yàn)榄h(huán)形氣泡分布器遠(yuǎn)離液面，微米級(jí)空氣泡在上升到液面時(shí)需要一定的時(shí)間，由于微米級(jí)空氣泡上升速度較慢，則在上升到液面前幾乎已全部溶于溶液。(6)本實(shí)用新型由于泵體已將空氣泡擊碎成微米級(jí)空氣泡，攪拌槳不需擔(dān)負(fù)擊碎空氣泡的功能，故攪拌軸旋轉(zhuǎn)速度可大大降低，節(jié)省的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水泵電機(jī)消耗的功率，大大降低了電力消耗，節(jié)省了大量的電力費(fèi)用。(7)本實(shí)用新型中為降低生物發(fā)酵染菌風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)選擇使用不銹鋼磁力泵，并將泵體密封焊接在發(fā)酵罐內(nèi)，而將水泵電機(jī)置于發(fā)酵罐外，在發(fā)酵物料滅菌時(shí)同步將物料流經(jīng)的管路高溫蒸汽滅菌，降低了因增加水泵電機(jī)和泵體而染菌的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)磁力泵密封技術(shù)可有效防漏料。( 8 )本實(shí)用新型投資小，水泵電機(jī)與泵體成本低，整個(gè)裝置投入低，可行性高，適合推廣使用。

圖I為本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖標(biāo)記對應(yīng)的每塊部件名稱為I一罐體，2—攪拌軸，3—攪拌槳，4一空氣進(jìn)入管，5—泵體，6—水泵電機(jī)，7—環(huán)形氣泡分布器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例如圖I所示，一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，包括罐體1，位于罐體I內(nèi)部中心軸上的攪拌軸2，攪拌軸2上從上往下設(shè)置有三個(gè)攪拌槳3，罐體I底部設(shè)置有空氣進(jìn)入管4，并且罐體I上同時(shí)固定有泵，泵上還連接有環(huán)形氣泡分布器7。該泵包括焊接在罐體I內(nèi)部并與所述環(huán)形氣泡分布器7相連的泵體5，以及與泵體5相連并固定在罐體I外部的水泵電機(jī)6。而所述呈圓環(huán)形的環(huán)形氣泡分布器7由不銹鋼制成，中心軸與攪拌軸重合，該環(huán)形氣泡分布器7上還設(shè)置有細(xì)縫，以便氣液混合物能夠高速噴出。罐體I內(nèi)裝有溶液時(shí)，通過空氣進(jìn)入管4將壓縮后的空氣通入溶液，同時(shí)通過水泵電機(jī)6高速轉(zhuǎn)動(dòng)泵體5內(nèi)的葉輪。因?yàn)榭諝膺M(jìn)入管4的出口與泵體5的喇叭形氣液入口相對，當(dāng)空氣通入溶液后，由于泵體5內(nèi)的葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，從空氣進(jìn)入管4噴出的空氣和溶液混合進(jìn)入泵體5，并通過葉輪的高速轉(zhuǎn)動(dòng)擊碎空氣泡，同時(shí)加壓使空氣泡成為外觀渾濁如稀牛奶狀的微米級(jí)空氣泡，微米級(jí)空氣泡通過環(huán)形氣泡分布器7噴出，溶入溶液。由于環(huán)形氣泡分布器7的中心軸與攪拌軸2重合，即環(huán)形氣泡分布器7穿過中心軸并位于底層的攪拌槳3和中間的攪拌槳3之間，通過環(huán)形氣泡分布器7噴出的微米級(jí)空氣泡直徑非常小，數(shù)量多，分布均勻，因此與溶液接觸面積大，能夠使空氣泡中的氧氣迅速溶入溶液，同時(shí)空氣泡由于體積小，故上升速度較慢，在完全排出溶液前氧氣幾乎已完全溶入溶液。在環(huán)形氣泡分布器7噴出微米級(jí)空氣泡后，攪拌槳3低速轉(zhuǎn)動(dòng)，使微米級(jí)空氣泡能夠更好的分布于裝置內(nèi)液體的各個(gè)部位，使溶液中的所有生物體都能及時(shí)、足量、均勻得到需要的氧氣量供呼吸和代謝，并且攪拌槳3的低速轉(zhuǎn)動(dòng)加快了氧氣溶入溶液的速度。本實(shí)施例中，每臺(tái)水泵電機(jī)6的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于攪拌槳3節(jié)省的功率，更為關(guān)鍵的是制備壓縮空氣的功率大大減小，達(dá)到了節(jié)能效果。在發(fā)酵物料滅菌時(shí)，因?yàn)樗秒姍C(jī)以及泵體均為不銹鋼磁力泵，且泵體焊接密封到發(fā)酵罐內(nèi)，可以與發(fā)酵物料同時(shí)同步高溫蒸汽滅菌，降低或消除了因增加水泵而染菌的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)因?yàn)榇帕Ρ脼槊芊庠梢杂行Х缆┝稀?br> 按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，包括罐體(1)，空氣進(jìn)入管(4)，設(shè)置在罐體(I)內(nèi)部中心軸上的攪拌軸(2)以及固定在攪拌軸(2)上的攪拌槳(3)，其特征在于，還包括固定在罐體(I)上的泵，以及位于罐體(I)內(nèi)部并與該泵相連的環(huán)形氣泡分布器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，其特征在于，所述泵包括焊接在罐體 O內(nèi)部并與所述環(huán)形氣泡分布器(7)相連的泵體(5)，以及與泵體(5)相連并固定在罐體(I)外部的水泵電機(jī)(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，其特征在于，所述環(huán)形氣泡分布器(7)呈圓環(huán)形，且該環(huán)形氣泡分布器(7)上還設(shè)置有細(xì)縫。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，其特征在于，所述環(huán)形氣泡分布器(7)的中心軸與攪拌軸(2)重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，其特征在于，所述攪拌槳(3)在攪拌軸(2 )上從上至下分層排布，而所述環(huán)形氣泡分布器(7 )則設(shè)置于最下部的兩層攪拌槳(3 )之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3 5中任意一項(xiàng)所述的一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，其特征在于，所述環(huán)形氣泡分布器(7)由不銹鋼制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，其特征在于，所述空氣進(jìn)入管(4)和泵體(5)分別設(shè)置于罐體(I)上兩個(gè)相對的側(cè)壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，其特征在于，所述泵體(5)的氣液入口為喇叭狀結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，其特征在于，所述泵為不銹鋼磁力泵。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種增氧節(jié)能發(fā)酵罐，包括罐體(1)，空氣進(jìn)入管(4)，攪拌軸(2)以及攪拌槳(3)，還包括水泵電機(jī)(6)，泵體(5)，環(huán)形氣泡分布器(7)，其中，其中所述泵體(5)內(nèi)還設(shè)置有葉輪。本實(shí)用新型克服了普通需氧的發(fā)酵罐消耗巨大空氣量，因罐內(nèi)常規(guī)壓縮空氣破碎辦法破碎的空氣泡直徑較大，與液體接觸面積較小導(dǎo)致大多數(shù)氣泡在氧氣大量未溶解進(jìn)溶液時(shí)就快速排出溶液的缺陷，本實(shí)用新型通過高速旋轉(zhuǎn)的水泵葉輪將空氣泡打碎成稀牛奶狀微米級(jí)空氣泡，使氧氣充分溶解于溶液，使壓縮空氣消耗量大大減少，降低了制備壓縮空氣所需的功率，降低攪拌速度同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能。此技術(shù)成本低廉，可行性高，適合推廣使用。
文檔編號(hào)C12M1/02GK202530076SQ201220207688

公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者林學(xué)輝, 林艷 申請人:林學(xué)輝, 林艷