CN102965275B - 厌氧发酵罐 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厌氧发酵罐，该厌氧发酵罐还包括一位于该厌氧发酵罐的底部的挡液装置，该挡液装置用于阻挡并反弹射向其的流体。本发明通过增加挡液装置，流体经该些搅拌器由厌氧发酵罐的中层或上层排向罐体的底层后将撞击到挡液装置，并且产生流体翻滚运动而返回至厌氧发酵罐的中层、上层或罐体内壁四周，避免了固体物质的沉淀。
Description
技术领域
本发明涉及微生物发酵领域，特别涉及一种厌氧发酵罐。
背景技术
生物能源化工是二十一世纪的重点发展工业，其核心设备厌氧发酵罐体积越来越大，目前我国单台发酵罐容积已达3500立方米，对于体积如此大的厌氧发酵罐，如何做好系统设计和降低能耗已经成为一个迫切需要解决的课题。
厌氧发酵罐的功能是为微生物的生长提供优良条件，以便满足微生物的生长和繁殖。在厌氧发酵罐中，这些生物发挥其催化或新陈代谢的功能，并产生常规化学反应难以获得的反应物和代谢物。
如图1-2所示，现有的厌氧发酵罐包括一圆柱状的罐体1和多个搅拌器2，每一搅拌器2包括一旋转轴21和一个搅拌叶轮22，每一搅拌叶轮22包括多个桨叶220。该些旋转轴21沿着该罐体1的径向分布，并且连接于该罐体1的壁面上。使用时，该些搅拌叶轮22带动该些桨叶220快速旋转，以便实现搅拌发酵液内固体原料的目的。如图2所示，该些桨叶220在局部产生第一流体波3，该些第一流体波3均具有一个第一流向4，由于相邻的两个第一流向4的方向相反，因此不能够形成整体的旋转涡流。
另外，罐体底部无法得到搅拌器的充分搅拌，并且经常存在因搅拌不均而造成的原料沉积现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中厌氧发酵罐的底部经常存在因搅拌不均而造成的原料沉积的缺陷，提供一种厌氧发酵罐，该厌氧发酵罐的底部不仅搅拌均匀而且也不存在原料沉积的问题。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种厌氧发酵罐，其特点在于，该厌氧发酵罐还包括一位于该厌氧发酵罐的底部的挡液装置，该挡液装置用于阻挡并反弹射向其的流体。
较佳地，该挡液装置包括至少一斜坡面或一弧形面。
较佳地，该斜坡面为圆锥面，或该弧形面为抛物面。
较佳地，该厌氧发酵罐内还设置有多个搅拌器，每一搅拌器包括一旋转轴和一搅拌叶轮，每一旋转轴的轴线在该旋转轴的连接区域的法线和该罐体的轴线所确定的平面内具有一第一投影线，每一第一投影线与该第一投影线所对应的法线成20°至70°的夹角。
较佳地，每一旋转轴的轴线在过该旋转轴的连接区域的法线且垂直该罐体的轴线的平面内具有一第二投影线，每一第二投影线与该第二投影线所对应的法线成20°至70°的夹角。
本发明提供了一种厌氧发酵罐。通过增加挡液装置，流体经该些搅拌器由厌氧发酵罐的中层或上层排向罐体的底层后将撞击到挡液装置，并且产生流体翻滚运动而返回至厌氧发酵罐的中层、上层或罐体内壁四周，避免了固体物质的沉淀。
附图说明
图1为现有的厌氧发酵罐使用时的正视图。
图2为现有的厌氧发酵罐使用时的俯视图。
图3为本发明较佳实施例的厌氧发酵罐使用时的正视图。
图4为本发明较佳实施例的厌氧发酵罐使用时的俯视图。
图5为本发明较佳实施例的另一结构的厌氧发酵罐的主视图。
附图标记说明：
现有的厌氧发酵罐：
罐体：1 搅拌器：2
第一流体波：3 第一流向：4
旋转轴：21 搅拌叶轮：22
桨叶：220
本发明的厌氧发酵罐：6
罐体：61 轴线：62
法线：63 流体波：64
下倾分流：65 挡液装置：66
下滑分流：67 回旋分流：68
支撑杆件：69 搅拌器：5
旋转轴：50 第一投影线：501
第二投影线：502 涡旋分流：640
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图3所示，本实施例的厌氧发酵罐6包括一罐体61、八个搅拌器5和一挡液装置66。该罐体61具有一轴线62。每一搅拌器5通过其旋转轴50与该罐体61的内壁面的一连接区域固定连接。该挡液装置66包括至少一斜坡面，该些斜坡面用于阻挡并反弹射向其的流体。
如图3所示，每一旋转轴50的轴线在其连接区域的法线63与该轴线62所形成平面内的投影为第一投影线501。该第一投影线501与该法线63的夹角为α，α取值范围为20°至70°，因此该旋转轴50具有沿着圆柱形的罐体轴向的倾斜，即轴向倾斜。由于旋转轴50具有轴向倾斜，使用时，该流体波64具有排向该挡液装置66的下倾分流65，该下倾分流65在撞击该挡液装置66后形成下滑分流67和回旋分流68，进而促使发酵液形成沿着罐体轴向的翻滚混合，最终实现该厌氧发酵罐6底部的均匀搅拌和原料不沉积。
如图4所示，每一旋转轴50的轴线在过其连接区域的法线63垂直于该轴线62的平面内的投影为第二投影线502。该第二投影线502与该法线63的夹角为β，β取值范围也为20°至70°，因此该旋转轴50具有沿着罐体径向的倾斜，即径向倾斜。由于该旋转轴50具有径向倾斜，使用时，该些搅拌器5除了对发酵液单独地进行局部旋转搅拌外，还具有局部的涡旋分流640，该些局部的涡旋分流640共同作用，带动发酵液绕着该罐体61的轴线62整体涡旋运动，因此形成发酵液沿着该罐体61的径向的翻滚混合，发酵液经过该罐体61的径向的翻滚混合后均匀度得到了进一步地提高。
综上可知，为了做好厌氧发酵罐内的总体混合，不仅运用了在两维度斜插搅拌器的方式，即沿着厌氧发酵罐轴向和径向都倾斜，还改进了搅拌叶轮的结构并且运用了挡液装置。另外，结合发酵液内原有的气泡浮动和厌氧发酵罐内外之间的液体循环，本实施例的厌氧发酵罐不仅能够使得培养基和菌体得到充分的混合，还能够大大地降低能耗。
从能耗来说，在同等搅拌排液能力的情况下，本实施例的厌氧发酵罐的搅拌能耗降低至44kw，厌氧发酵罐的体积为3500m3，也就是发酵液充分混合的运行能耗仅为0.012kw/m3（44kw/3500m3），因此单位体积搅拌功率极低，即排液效率较高。
如图5所示，在本实施例的厌氧发酵罐内，该挡液装置66还可以采用开口向下抛物面的形式，此时该挡液装置66的底部需要支撑杆件69，支撑杆件69可以使用市售的工字钢。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种厌氧发酵罐，其特征在于，该厌氧发酵罐还包括一位于该厌氧发酵罐的底部的挡液装置，该挡液装置用于阻挡并反弹射向其的流体，该挡液装置包括至少一斜坡面或一弧形面，该厌氧发酵罐内还设置有多个搅拌器，每一搅拌器包括一旋转轴和一搅拌叶轮，每一旋转轴的轴线在该旋转轴的连接区域的法线和该罐体的轴线所确定的平面内具有一第一投影线，每一第一投影线与该第一投影线所对应的法线成20°至70°的夹角，每一旋转轴的轴线在过该旋转轴的连接区域的法线且垂直该罐体的轴线的平面内具有一第二投影线，每一第二投影线与该第二投影线所对应的法线成20°至70°的夹角。
2.如权利要求1所述的厌氧发酵罐，其特征在于，该斜坡面为圆锥面，或该弧形面为抛物面。
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