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一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置制造方法

文檔序號(hào):502297閱讀:186來源:國(guó)知局
一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置制造方法
【專利摘要】一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置,包括位于減速機(jī)頂部的旋轉(zhuǎn)接頭、減速機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)的電機(jī)、攪拌軸和多層攪拌器等,氣體從旋轉(zhuǎn)接頭入口,經(jīng)由中空的減速機(jī)軸、中空的攪拌軸直至多層攪拌器,最后從攪拌器的主槳葉的斜面上的小孔中射流而出,本裝置能改善反應(yīng)釜內(nèi)的傳質(zhì)和混合效果,使氣泡在釜內(nèi)分布更加均勻,聚并機(jī)會(huì)減小,避免氣泡的短路和形成“空穴現(xiàn)象”。
【專利說明】一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置,該裝置特別適用于黃原膠、結(jié)冷膠等好氧微生物多糖的發(fā)酵生產(chǎn)。

【背景技術(shù)】
[0002]生物發(fā)酵的產(chǎn)品,有些品種如黃原膠、結(jié)冷膠等,發(fā)酵過程中粘度會(huì)逐漸增加,在中后期粘度很高,并且發(fā)酵溶液是典型的假塑性流體,具有剪切稀化的性質(zhì)?,F(xiàn)有的多糖發(fā)酵的通氣攪拌方式是采用底部分布器通入空氣,攪拌器分散氣體。但是對(duì)于剪切稀化的高粘流體,攪拌器采用小直徑槳葉(如圓盤渦輪槳)的話,在槳葉附近形成高剪切區(qū)域,導(dǎo)致相對(duì)較低的粘度,而在遠(yuǎn)離槳葉區(qū)域,剪切率較低粘度則相對(duì)較高。攪拌槽內(nèi)這種非牛頓流體會(huì)形成粘度梯度。當(dāng)通入氣體后,氣體會(huì)吸入到槳葉附近,氣體在槳葉附近分散,而很難在全槽分散均勻。更有甚者,氣體被吸入槳葉后方形成氣穴后,由于氣泡上升速度較小且外部粘度較高,容易形成“空穴現(xiàn)象”,這種現(xiàn)象會(huì)大大地降低反應(yīng)器的傳質(zhì)和混合能力。而當(dāng)采用大直徑槳葉(如錨框式),混合性能較好,但是轉(zhuǎn)速低,氣體的分散能力很差,傳質(zhì)很低。況且底部通氣,發(fā)酵液中添加的固體物料,很容易造成局部通氣口堵塞,導(dǎo)致出氣不均勻,以及容易出現(xiàn)染菌的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是開發(fā)一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置,能改善反應(yīng)釜內(nèi)的傳質(zhì)和混合效果,使氣泡在釜內(nèi)分布更加均勻,聚并機(jī)會(huì)減小,避免氣泡的短路和形成“空穴現(xiàn)象”。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題,所開發(fā)的一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置,包括位于減速機(jī)頂部的旋轉(zhuǎn)接頭、減速機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)的電機(jī)、連接減速機(jī)軸和下部攪拌軸的聯(lián)軸器、用于定位安裝減速機(jī)的機(jī)架、軸穿過釜口處的軸封、位于釜口的安裝底蓋、中心攪拌軸、用于多段軸連接的軸法蘭和軸上的多層攪拌器以及釜體。其中攪拌器包括主槳和副槳,主槳是中空的管狀斜槳,槳葉上下斜面上開小孔,主槳中空管狀斜槳的中心面與水平面夾角在15?75°為宜,并且槳葉上下斜面上開小孔的孔徑在0.1mm?5mm較佳。副槳由一對(duì)葉片組成,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向前端開口大,尾端開口小,兩個(gè)葉片中心面與水平面夾角為15?45°。旋轉(zhuǎn)接頭入口通過減速機(jī)的空心軸經(jīng)由聯(lián)軸器和空心的攪拌軸以及軸法蘭一直貫通到攪拌器的主槳中空部位。工作時(shí),氣體從旋轉(zhuǎn)接頭入口導(dǎo)入,經(jīng)由減速機(jī)的空心軸、聯(lián)軸器和空心的攪拌軸以及軸法蘭到達(dá)攪拌器位置,最后從攪拌器的主槳葉的斜面上的小孔中射流而出,氣體被分散成很小的氣泡。隨著槳葉的旋轉(zhuǎn),氣泡分散在反應(yīng)釜內(nèi),并且在主槳葉的斜上方與斜下方噴射出來的氣體,會(huì)形成旋轉(zhuǎn)射流,斜上方噴出的氣體與流體的方向相同,增強(qiáng)了軸向循環(huán),而斜下方噴出的氣體與流體方向相反,兩股流體相撞,增強(qiáng)了氣液傳質(zhì),主槳為上翻操作,副槳為下壓操作。多層攪拌器從上往下的投影所形成的投影圖中,槳葉之間夾角在30?45°為最優(yōu),這樣能夠形成比較好的軸向混合。攪拌器可以是2?4葉。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果在于氣泡在釜內(nèi)分布更加均勻,聚并機(jī)會(huì)較小,避免了氣泡的短路和形成“空穴現(xiàn)象”,增強(qiáng)了攪拌效果,加強(qiáng)了氣液傳質(zhì)能力。由于去掉了底部的通氣管路,也避免了底部通氣的容易堵以及容易染菌問題。攪拌器的副槳能夠形成渦流,提高了攪拌槽內(nèi)的剪切速率,且能夠加強(qiáng)槽內(nèi)流體的湍動(dòng)。同時(shí)這種多層槳的組合能夠形成比較好的軸向混合,有利于反應(yīng)釜內(nèi)的傳熱、物料的混合以及高濃度溶解氧區(qū)和低溶解氧的交換。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),在電機(jī)下部設(shè)有支撐件。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),在所述攪拌軸下端設(shè)有底軸承。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是圖1中攪拌器的放大示意圖。
[0010]圖3是軸向俯視攪拌器時(shí)多層攪拌器的投影示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式做以下說明。
[0012]圖1是一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置結(jié)構(gòu)示意圖,作為攪拌容器的釜體12釜口上配裝安裝底蓋8,其上依此安裝有機(jī)架5、減速機(jī)2和旋轉(zhuǎn)接頭I。旋轉(zhuǎn)接頭I設(shè)計(jì)有氣體入口并通往中空的減速機(jī)軸。減速機(jī)2配裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)3。通過釜口伸入釜內(nèi)的攪拌軸9由軸封6實(shí)現(xiàn)密封。攪拌軸9上端通過聯(lián)軸器4與減速機(jī)軸中通式聯(lián)接。根據(jù)安裝設(shè)計(jì)需要,攪拌軸9可采用多段設(shè)計(jì)并由軸法蘭10實(shí)現(xiàn)中通式聯(lián)接,本實(shí)施例是2段軸設(shè)計(jì)。攪拌軸9上可以依據(jù)設(shè)計(jì)需要安裝多層攪拌器11,本實(shí)施例安裝有四層攪拌器11。攪拌器11包括主槳111、副槳112、接板113和輪轂114。主槳111是中空管狀斜槳,槳葉上下斜面上開小孔,中空管狀斜槳的中心面與水平面的夾角為45°,槳葉上下斜面上開小孔的孔徑為
0.3mm。副槳112由一對(duì)葉片組成,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的前端開口大,尾端開口小,兩個(gè)葉片中心面與水平面夾角α為35°。接板113用于銜接主槳111和副槳112,他們分別焊接在接板113兩側(cè),同時(shí)對(duì)主槳111的中空管狀端頭密封。輪轂114不僅負(fù)責(zé)把焊接在其上的主槳111安裝到攪拌軸9上,同時(shí)設(shè)計(jì)了通道使得攪拌軸9的中空部分與主槳111的中空部分貫通。本實(shí)施例為四層攪拌器從上往下的投影所形成的投影圖中,槳葉之間夾角β為45°,攪拌器為2葉。
[0013]為了穩(wěn)固電機(jī)3,在其下部設(shè)有支撐件7。
[0014]為了穩(wěn)定攪拌軸9,在其下端設(shè)有底軸承13。
【權(quán)利要求】
1.一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置,包括位于減速機(jī)頂部的旋轉(zhuǎn)接頭、減速機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)的電機(jī)、連接減速機(jī)軸和下部攪拌軸的聯(lián)軸器、用于定位安裝減速機(jī)的機(jī)架、軸穿過釜口處的軸封、位于釜口的安裝底蓋、中心攪拌軸、用于多段軸連接的軸法蘭和軸上的多層攪拌器以及附體,其特征在于攪拌器包括主槳和副槳,主槳是中空的管狀斜槳,槳葉上下斜面上開小孔,而旋轉(zhuǎn)接頭入口通過減速機(jī)的空心軸經(jīng)由聯(lián)軸器和空心的攪拌軸以及軸法蘭一直貫通到主槳中空部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置,其特征在于在所述電機(jī)下部設(shè)有支撐件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置,其特征在于在所述攪拌軸下端設(shè)有底軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置,其特征在于所述攪拌器的副槳由一對(duì)葉片組成,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的前端開口大,尾端開口小,兩個(gè)葉片中心面與水平面夾角為15?45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置,其特征在于所述攪拌器的主槳中空管狀斜槳的中心面與水平面的夾角為15?75°,并且槳葉上下斜面上開小孔的孔徑為0.1mm?5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高粘發(fā)酵體系的通氣攪拌裝置,其特征在于多層攪拌器從上往下的投影所形成的投影圖中,槳葉之間夾角在30?45°為宜,攪拌器可以是2?4葉。
【文檔編號(hào)】C12M1/06GK203923180SQ201420347564
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月22日
【發(fā)明者】謝明輝, 鄒晨, 周強(qiáng), 黃志堅(jiān), 王洪群, 周國(guó)忠, 虞培清 申請(qǐng)人:浙江長(zhǎng)城減速機(jī)有限公司
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