CN1016617B - 射流式好氧发酵罐 - Google Patents

射流式好氧发酵罐

Info

Publication number
CN1016617B
CN1016617B CN 87101299 CN87101299A CN1016617B CN 1016617 B CN1016617 B CN 1016617B CN 87101299 CN87101299 CN 87101299 CN 87101299 A CN87101299 A CN 87101299A CN 1016617 B CN1016617 B CN 1016617B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ejector
tank
tube
jet
stirring device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
CN 87101299
Other languages
English (en)
Other versions
CN1033528A (zh
Inventor
薛才利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZHEJIANG PETROCHEMICAL DESIGN INST
Original Assignee
ZHEJIANG PETROCHEMICAL DESIGN INST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZHEJIANG PETROCHEMICAL DESIGN INST filed Critical ZHEJIANG PETROCHEMICAL DESIGN INST
Priority to CN 87101299 priority Critical patent/CN1016617B/zh
Publication of CN1033528A publication Critical patent/CN1033528A/zh
Publication of CN1016617B publication Critical patent/CN1016617B/zh
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers
    • C12M29/08—Air lift
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C12M41/22—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

射流式好氧发酵罐是用于发酵生产中的设备。它有一长筒形密闭容器，罐体开设排气口、菌种营养液进口，罐体壁上设置冷却盘管、进气管、料液进出口管，罐内设置至少二级射流混合搅拌装置，射流混合搅拌装置由环管和射流器组构成。该发酵罐用射流混合搅拌装置替代机械搅拌装置。充分利用压缩空气能量，进行气——液射流混合搅拌，以提高溶氧系数，使单位产量提高，能量降低，操作环境改善，并简化了设备。

Description

本发明涉及发酵生产设备，尤其是与好氧发酵设备相关。
发酵罐是好氧发酵生产中的重要设备，目前所采用的通用式发酵罐，一般在罐内设置多级搅拌器的机械搅拌装置。在发酵过程中，压缩空气由罐底通入，使多数好氧菌种在深层培养液中进行正常代谢合成，充分溶氧这是产生菌生命活力和合成产物所必需的条件。在生产实践中，为了满足好气性微生物溶解氧量使之获得所需要的代谢产物以提高单位产量，通常采用提高压缩空气用量和增加电机的搅拌功率的方法，希望通入培养液中的空气气泡直径减小，单位培养液中气泡数量增多，使气、液间的接触表面积增大，溶氧系数提高。但若提高空气用量，却使气泡直径亦随之增大，泡沫率增加，其提高单位产量不明显;而增大电机搅拌功率，造成能耗增大，产品成本提高，並使操作环境恶化。
本发明的目的在于提供一种充分利用通入发酵罐内压缩空气的能量，进行气-液射流混合搅拌，以提高溶氧系数，提高单位产量，降低能耗和产品成本，改善操作环境的射流式好氧发酵罐。
根据本发明的射流式好氧发酵罐是一个长筒形密闭容器，罐顶具有排气口，菌种营养液进口，罐体壁上设置冷却盘管，进气管、料液进出口管，罐体下底部设置一级射流混合搅拌装置，在该装置上方至少设置一级射流混合搅拌装置，每级射流混合搅拌装置由环管和射流器组构成，环管固接于筒体並与进气管连通，在环管上至少配置两圈射流器组，每圈射流器组至少有三支射流器，且每圈射流器组的射流器出口均在同一横截面的圆周切线上，射流器固接于环管，射流器的喷咀与扩散管分离，用连接板相连，射流器的扩散管具有收缩管、喉管和扩张管，扩散管的 扩张角为5°～15°，收缩角为20°～90°，扩散管喉部与喷咀喉部的横截面积比为6～25∶1，喷咀的收缩角为10°～30°，在罐体下底部的射流混合搅拌装置的射流器与水平面的夹角为5°～90°，在该装置的环管下方设置至少二支同心圆射流器，该射流器与水平面的夹角为-30°～15°。罐体中下部的射流混合搅拌装置的射流器与水平面的夹角为-30°～60°。
本发明的射流式好氧发酵罐，用射流混合搅拌装置代替多级搅拌器的机械搅拌装置，不但节约了能源、简化了设备，而且消除了噪音改善了操作环境，同时还可以提高单位产量，又可延长发酵罐的使用寿命。
图1是射流式好氧发酵罐结构示意图
图2是图1的A～A剖视图
图3是图1的B～B剖视图
图4是射流器结构示意图
参照图1，射流式好氧发酵罐是一个长筒形密闭容器，罐体10顶部具有排气口11，菌种营养液进口12，人孔13等接口，罐体10内壁装有六组冷却盘管9（或冷却夹套），料液进出口管3和进气管18从罐体10底部伸出罐外。在罐体10的中部设置第一级射流混合搅拌装置14，在罐体10的下部设置第二级射流混合搅拌装置16，该第一，第二两级射流混合搅拌装置14，16其结构相同，均由各自环管6、36和两圈射流器组7、8，37、38构成。在罐体10的下底部设置第三级射流混合搅拌装置19，该搅拌装置19由环管2和二圈射流器组4，5构成，並在该装置19环管2下方设置射流器1。第一级射流混合搅拌装置14的环管6和第二级射流混合搅拌装置16的环管36之间用连接管15连通，第二级射流混合搅拌装置16的环管36与第三级射流混合搅拌装置19的环管2之间用连接管17相连通， 环管2与压缩空气进气管18连通。
第二级射流混合搅拌装置16，其环管36、二圈射流器组37、38和射流器35、39的结构设计、连接方式和要求与第一级射流混合搅拌装置14相类同，可参照图2说明。
参照图2，环管6设置在罐体10内部（也可设置在罐体10的外部），环管6与三根支撑角钢20用U型螺拴22连接固定，支撑角钢20与罐体10焊接固定，环管6上有二圈射流器组7，8，外圈射流器组7有六支射流器21，内圈射流器组8有三支射流器25，射流器21、25与环管6通过与环管6焊接的支管23连接固定，支管23附有法兰24。两圈射流器组7、8的间距以及外圈射流器组7与罐体10内壁的间距相等，每圈射流器组7、8的射流器21、25沿圆周均匀分布，其出口均在同一横截面的圆周切线上，射流器21，25与水平面的夹角为-10°～30°。
参照图3，环管2设置在罐体10内部（也可设置在罐体10的外部），环管2与三根支撑角钢27用U型螺拴26连接固定，支撑角钢27与罐体10底部焊接固定，环管2上有二圈射流器组4，5，外圈射流器组4有八支射流器28，内圈射流器组5有四支射流器31，射流器28，31与环管2上的焊接支管29用法兰30连接固定。两圈射流器组4、5的间距以及外圈射流器组4与罐体10内壁的间距最好相等，每圈射流器组4、5的射流器28、31沿圆周均匀分布，其出口均在同一横截面的圆周切线上。射流器28，31与水平面的夹角最好为20°～70°，在环管2下方设置三支同心圆射流器1，射流器1与环管2上的焊接支管29用法兰30连接固定，射流器1与水平面的夹角最好为-5°～5°。
参照图4，射流器由喷咀32，连接板33和扩散管34构成，且 喷咀32与扩散管34两者分离，连接板33由法兰盘和筋板组焊而成，连接板33筋板与扩散管34焊接，喷咀32插入连接板33法兰盘中，连接板33法兰盘与支管23、29附有的法兰24、30（参见图2、图3）用螺拴连接。而扩散管34又有收缩管、喉管和扩张管，射流器扩散管34喉部与喷咀32喉部的横截面积比为6～25∶1，喷咀32的收缩角为10°～30°，扩散管34的扩张角为5°～15°，其收缩角为20°～90°。
当料液泵将料液经料液进出口管3送入射流式好氧发酵罐，並加水配制成稀料，经消毒灭菌，移入菌种后，便开启空气进口伐，由进气管18将0.7～3kgf/cm2压力的无菌压缩空气送入第三级射流混合搅拌装置19的环管2，经连接管17进入第二级射流混合搅拌装置16的环管36，再经连接管15进入第一级射流搅拌装置14的环管6，尔后再经环管2、36、6上的焊接支管分别进入各射流器组4、5、37、38，7、8的射流器28、31、35、39、21、25和环管2下方的射流器1。当压缩空气进入射流器的喷咀32並从喷咀32高速喷出时（一般喷出速度为90～250米/秒），此时压缩空气的静压能转变为速度能，使扩散管34入口处的压力降低至P1，将重度为r1的培养液吸入並与空气一同进入射流器的扩散管34，在扩散管34的喉部，气、液二相由初步的混合，经气体的动力沫化和压力沫化达到激烈的混合震荡，使一定量的培养液和空气被振动粉碎成大量的微小粒群，造成气、液间较大的却不断更新的接触表面。当气、液混合物进入扩散管34的扩张管后，随着扩张断面的不断增大，气泡直径亦随之增大，流速降低，使静压能得以恢复，当扩散管34出口处的静压力P2大于入口处的压力P1，此时出口处气、液混合物的重度r2将小于入口处的重度r1时，借助于射流器扩散管34出、入口处的压力差 和重度差，使气、液二相混合物产生全环流运动，同时由于每圈射流器组4、5、37、38、7、8的射流器28、31、35、39、21、25的扩散管34出口均在同一横截面的圆周切线方向上，使气、液二相产生螺旋运动，以增长气泡在培养液中的停留时间，这时部分气泡被环流利用，大部分气泡随着时间的增长而上升，在上升过程中，由于气泡之间的互相碰撞、合并使气泡直径增大，当气泡上升到一定高度时，部分气泡被上一级的射流混合搅拌装置的射流器吸入而粉碎以进一步提高溶氧系数和增强气、液二相的混合程度。最后气泡从培养液面逸出，空气以0.15～1kgf/cm2压力从排气口11排出，培养液经一定时间的培养，当达到发酵工艺所要求的生产指标后，经料液进出口管3，用1.5～3kgf/cm2压缩空气压送至回收工段提制产品。

Claims (3)

1、射流式好氧发酵罐是一个长筒形密闭容器，罐顶具有排气口、菌种营养液进口，罐体壁上设置冷却盘管，进气管、料液进出口管，其特征在于：罐体(10)下底部设置射流混合搅拌装置(19)，在该装置(19)上方设置至少一级射流混合搅拌装置(14)、(16)，每级射流混合搅拌装置(19)、(16)、(14)有环管(2)、(36)、(6)，环管(2)、(36)、(6)固接于罐体(10)，並与进气管(18)相通，在每个环管(2)、(36)、(6)上至少配置两圈射流器组(4)、(5)，(37)、(38)，(7)、(8)，每圈射流器组(4)、(5)，(37)、(38)，(7)、(8)至少有三支射流器(28)、(31)、(35)、(39)，(21)、(25)，且每圈射流器组出口均在同一横截面的圆周切线上，射流器(28)、(31)，(35)、(39)，(21)、(25)固接于环管(2)、(36)、(6)上，射流器由喷咀(32)、扩散管(34)构成，且两者分离，用连接板(33)相连，射流器的扩散管(34)具有收缩管、喉管和扩张管，扩散管(34)的扩张角为5°～15°，收缩角为20°～90°，扩散管(34)喉部与喷咀(32)喉部的横截面积比为6～25∶1，喷咀(32)的收缩角为10°～30°，在罐体(10)下底部的射流混合搅拌装置(19)的射流器(28)、(31)与水平面的夹角为5°～90°，在该装置(19)的环管(2)下方设置至少二支同心圆射流器(1)，射流器(1)与水平面的夹角为-30°～15°，射流混合搅拌装置(14)、(16)的射流器(21)、(25)，(35)、(39)与水平面的夹角为-30°～60°。
2、按权利要求1所述的发酵罐，其特征在于：每圈射流器组（4）、（5），（37）、（38），（7）、（8）的射流器（28）、（31），（35）、（39），（21）、（25）沿圆周均匀分布。
3、按权利要求1或2所述的发酵罐，其特征在于：每级射流混合搅拌装置（14）、（16）、（19）的射流器组（7）、（8），（37）、（38），（4）、（5）的间距以及外圈射流器组（7）、（37）、（4）与罐体（10）内壁的间距相等。
CN 87101299 1987-12-17 1987-12-17 射流式好氧发酵罐 Expired CN1016617B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 87101299 CN1016617B (zh) 1987-12-17 1987-12-17 射流式好氧发酵罐

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 87101299 CN1016617B (zh) 1987-12-17 1987-12-17 射流式好氧发酵罐

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1033528A CN1033528A (zh) 1989-06-28
CN1016617B true CN1016617B (zh) 1992-05-13

Family

ID=4813298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 87101299 Expired CN1016617B (zh) 1987-12-17 1987-12-17 射流式好氧发酵罐

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1016617B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100355560C (zh) * 2003-06-27 2007-12-19 株式会社Jsp 制备具有聚烯烃泡沫层的复合片材的方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1044334C (zh) 1994-12-28 1999-07-28 黄为民 搅拌釜
CN102154091B (zh) * 2010-12-25 2013-10-02 福建农林大学 一种苏云金芽孢杆菌产晶孢阶段的发酵罐
CN102242056A (zh) * 2011-06-01 2011-11-16 李明忠 气混节能生物反应器
CN102311281A (zh) * 2011-08-18 2012-01-11 舒方银 城市生活垃圾水气联动全封闭旋转式厌氧发酵装置
CN104560716A (zh) * 2013-10-15 2015-04-29 吕胜一 对数增生发酵方法及其设备
CN108905880A (zh) * 2018-09-06 2018-11-30 辽阳博仕流体设备有限公司 一种悬浮液混合调配系统
CN112744887B (zh) * 2019-10-29 2022-07-12 中国石油化工股份有限公司 射流气浮装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100355560C (zh) * 2003-06-27 2007-12-19 株式会社Jsp 制备具有聚烯烃泡沫层的复合片材的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1033528A (zh) 1989-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102732417B (zh) 乳化式好氧发酵罐
US5409610A (en) Method for anaerobic sludge digestion
US4426450A (en) Fermentation process and apparatus
US4477341A (en) Injector apparatus having a constriction in a following adjoining mixing pipe
WO2022082614A1 (zh) 一种发酵系统及其发酵方法
CN1016617B (zh) 射流式好氧发酵罐
WO2022082620A1 (zh) 一种微界面发酵系统及其发酵方法
CN103058401A (zh) 一种高效自吸式离心潜水曝气机
FI107237B (fi) Reaktori
EP0147108B1 (en) Improved sewage sludge treatment apparatus and process
CN102268365B (zh) 一种卧式液态发酵罐
WO2022082616A1 (zh) 一种红霉素加工系统及其加工方法
CN202595129U (zh) 一种乳化式好氧发酵罐
CN87216445U (zh) 射流式好氧发酵罐
CN2334762Y (zh) 高溶氧发酵罐
CN115820405A (zh) 一种气泡射流耦合撞击流强化好氧发酵工艺装置
GB2054646A (en) A fermentor for cultures of micro-organisms
WO2000027514A1 (en) Ejector for entraining a gas into a liquid
CN2542671Y (zh) 离心力场逆流传质生物反应器
WO2022082617A1 (zh) 一种柠檬酸发酵系统及其发酵方法
CN201704320U (zh) 一种卧式液态发酵罐
CN2078322U (zh) 高粘度发酵气升式生物反应器
WO2022082619A1 (zh) 一种青霉素精制系统及其精制方法
CN2564581Y (zh) 隧道形折流沼气池
CN208701056U (zh) 除菌发酵罐

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C13 Decision
GR02 Examined patent application
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C15 Extension of patent right duration from 15 to 20 years for appl. with date before 31.12.1992 and still valid on 11.12.2001 (patent law change 1993)
OR01 Other related matters
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee