本發(fā)明屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于生物發(fā)酵罐的機(jī)械攪拌器。

背景技術(shù)：

目前，微生物發(fā)酵廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥及食品等多種行業(yè)。種子罐和主發(fā)酵罐為生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備，一般為恒定轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌容器由于微生物對(duì)攪拌產(chǎn)生的剪切力非常敏感，所以攪拌轉(zhuǎn)速控制比較嚴(yán)格，不能太高。另外，隨著中國生物技術(shù)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，發(fā)酵罐日趨大型化，攪拌軸也不斷加長，使該類軸的共振問題更為明顯，為解決共振現(xiàn)象的發(fā)生，工程實(shí)踐中一般多采用加大軸徑或增加支承點(diǎn)，但這樣處理會(huì)帶來一些不利影響：過分加大軸徑(實(shí)心軸)不僅增大了軸質(zhì)量，而且效果也不明顯，因?yàn)閷?shí)心軸受彎、扭時(shí)，中間部分的材料并沒有得到充分利用；過多增加支承點(diǎn)會(huì)增加生物發(fā)酵罐的染菌機(jī)會(huì)。因此，攪拌軸的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。

同時(shí)，生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要依賴于經(jīng)驗(yàn)，但發(fā)酵攪拌過程中的流場是非常復(fù)雜的，一般的設(shè)計(jì)往往難以達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。準(zhǔn)確模擬和描述發(fā)酵罐中的流動(dòng)情況和混合過程，是生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。攪拌器的槳葉形式主要有徑向流攪拌器和軸向流攪拌器。在發(fā)酵領(lǐng)域中，徑向流攪拌器的特點(diǎn)是氣體分散能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單，但功耗較大、作用范圍有限，軸向流攪拌器對(duì)發(fā)酵過程中的物料混合性能較好、功耗低，但是其不足之處是對(duì)氣體的分散能力較差，由于現(xiàn)代發(fā)酵罐的容積規(guī)模不斷擴(kuò)大，光靠單層槳葉或槳葉形式的攪拌器已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，因此結(jié)合兩種流型的多層、組合式攪拌器應(yīng)運(yùn)而生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于生物發(fā)酵罐的機(jī)械攪拌器，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于生物發(fā)酵罐的機(jī)械攪拌器，包括電動(dòng)機(jī)、齒輪變速箱和攪拌軸，所述電動(dòng)機(jī)與齒輪變速箱嚙合連接，所述齒輪變速箱與攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述攪拌軸從上到下依次固定有螺旋翻轉(zhuǎn)葉片、渦輪攪拌葉、新型攪拌槳和六角渦輪攪拌葉，所述攪拌軸的內(nèi)部設(shè)置為空腔。

優(yōu)選的，所述電動(dòng)機(jī)上設(shè)有變頻器。

優(yōu)選的，所述螺旋翻轉(zhuǎn)葉片環(huán)繞設(shè)置在攪拌軸的圓周上。

優(yōu)選的，所述六角渦輪攪拌葉安裝在攪拌軸的底部。

本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：該用于生物發(fā)酵罐的機(jī)械攪拌器，與傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌器，在工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)酵罐中，較長軸(單跨軸長l≥4000mm)的臨界轉(zhuǎn)速是攪拌軸軸徑的控制指標(biāo)，用空心軸代替同外徑的實(shí)心軸，大幅度減少了鋼材的用量，同時(shí)也使其臨界轉(zhuǎn)速有一定的提高，軸越長，效果越明顯；本發(fā)明其發(fā)酵罐底部通入氣體時(shí)，安裝在底部的六角渦輪攪拌葉將氣體打散成小氣泡，增加氣液兩相的接觸面積；利用新型攪拌槳和渦輪攪拌葉混合性能好的特點(diǎn)，使全部液體成周期循環(huán)，大范圍地實(shí)現(xiàn)氣液混合，充分利用四組攪拌器的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短，采用多層、組合式攪拌葉是今后大型發(fā)酵罐設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的渦輪攪拌葉結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的新型攪拌槳結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的六角渦輪攪拌葉結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1電動(dòng)機(jī)、2齒輪變速箱、3攪拌軸、4螺旋翻轉(zhuǎn)葉片、5渦輪攪拌葉、6新型攪拌槳、7六角渦輪攪拌葉、8空腔。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了如圖1-4所示的一種用于生物發(fā)酵罐的機(jī)械攪拌器，包括電動(dòng)機(jī)1、齒輪變速箱2和攪拌軸3，所述電動(dòng)機(jī)1上設(shè)有變頻器，所述電動(dòng)機(jī)1與齒輪變速箱2嚙合連接，所述齒輪變速箱2與攪拌軸3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述攪拌軸3從上到下依次固定有螺旋翻轉(zhuǎn)葉片4、渦輪攪拌葉5、新型攪拌槳6和六角渦輪攪拌葉7，所述螺旋翻轉(zhuǎn)葉片4環(huán)繞設(shè)置在攪拌軸3的圓周上，所述六角渦輪攪拌葉7安裝在攪拌軸3的底部，本發(fā)明其發(fā)酵罐底部通入氣體時(shí)，安裝在底部的六角渦輪攪拌葉7將氣體打散成小氣泡，增加氣液兩相的接觸面積；利用新型攪拌槳6和渦輪攪拌葉5混合性能好的特點(diǎn)，使全部液體成周期循環(huán)，大范圍地實(shí)現(xiàn)氣液混合，充分利用四組攪拌器的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短，采用多層、組合式攪拌葉是今后大型發(fā)酵罐設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向；所述攪拌軸3的內(nèi)部設(shè)置為空腔8，與傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌器，將空心軸和實(shí)心軸作了比較，較長軸(單跨軸長l≥4000mm)的臨界轉(zhuǎn)速是攪拌軸3軸徑的控制指標(biāo)，用空心軸代替同外徑的實(shí)心軸，大幅度減少了鋼材的用量，同時(shí)也使其臨界轉(zhuǎn)速有一定的提高，軸越長，效果越明顯。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于生物發(fā)酵罐的機(jī)械攪拌器，包括電動(dòng)機(jī)、齒輪變速箱和攪拌軸，所述電動(dòng)機(jī)與齒輪變速箱嚙合連接，所述齒輪變速箱與攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述攪拌軸從上到下依次固定有螺旋翻轉(zhuǎn)葉片、渦輪攪拌葉、新型攪拌槳和六角渦輪攪拌葉，所述攪拌軸的內(nèi)部設(shè)置為空腔。該用于生物發(fā)酵罐的機(jī)械攪拌器，本發(fā)明其發(fā)酵罐底部通入氣體時(shí)，安裝在底部的六角渦輪攪拌葉將氣體打散成小氣泡，增加氣液兩相的接觸面積；利用新型攪拌槳和渦輪攪拌葉混合性能好的特點(diǎn)，使全部液體成周期循環(huán)，大范圍地實(shí)現(xiàn)氣液混合，充分利用四組攪拌器的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短，采用多層、組合式攪拌葉是今后大型發(fā)酵罐設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向。

技術(shù)研發(fā)人員：梁靖瑞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海宥璟生物科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.11
技術(shù)公布日：2017.09.05