CN104403934B - 风泵式发酵罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风泵式发酵罐，包括发酵罐体和空气过滤器，空气过滤器与发酵罐的锥底连接，罐体顶部部设有由筒体、风扇和扇叶组成的风力传动动力头，扇叶和风扇均位于筒体内，扇叶位于风扇下方，扇叶有倾角，可被风扇带动旋转；扇叶连接管式轴流泵的传动轴并带动传动轴转动，传动轴上有叶片并被轴套限制在管内，管壁上设有溢流口，传动轴下端设有搅拌桨直达罐体底部；管式轴流泵由支撑筋固定在发酵罐体内；罐体顶部设有放射状排布的翅片，翅片下部进入罐体内，锥帽罩在翅片上。本设计利用风动轴流搅拌器实现了罐顶气流翅片散热和罐内物料搅拌循环同步进行，节省了设备投资，也有利于氧溶解和形成良好对流。

Description

风泵式发酵罐
技术领域
本发明涉及一种发酵罐，具体指风泵式发酵罐。
背景技术
发酵罐广泛应用于饮料、化工、食品、乳品、佐料、酿酒、制药等行业，主要起培养微生物的作用。
微生物培养过程中，发酵罐内微生物的繁殖速度并不完全一致，罐底、罐中及罐角都存在明显的差异，因而微生物繁殖消耗的营养物质、热量和代谢物产生的浓度都不相同，而代谢物和营养物的浓度、温度又会直接影响微生物的培养，从而在很大程度上影响发酵效果。
因此，现有的发酵罐一般都设有机械式搅拌装置，通过搅拌使物料的温度和浓度一致，罐内微生物的繁殖速度较为均衡，从而取得较好的发酵效果。但机械式搅拌器一般都体积较大，故障率高，容易出现卡死和烧坏电机的情况，因而机械式搅拌器并不是发酵罐理想的搅拌装置。
另一方面，散热器也是发酵罐经常用到的组件，大多在罐内设置冷凝水盘管散热，但盘管式散热器不仅笨重、而且影响罐内搅拌装置的正常工作，也无法令人满意。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、有利于氧气溶解，物料循环很好，即使搅拌桨卡死也不会烧坏电机且搅拌和散热同步完成的风泵式发酵罐。
为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：
一种风泵式发酵罐，包括发酵罐体和空气过滤器，空气过滤器与发酵罐的锥底连接，其特征在于：罐体顶部部设有由筒体、风扇和扇叶组成的风力传动动力头，扇叶和风扇均位于筒体内，扇叶位于风扇下方，扇叶有倾角，可被风扇带动旋转；扇叶连接管式轴流泵的传动轴并带动传动轴转动，传动轴上有叶片并被轴套限制在管内，管壁上设有溢流口，传动轴下端设有搅拌桨直达罐体底部；管式轴流泵由支撑筋固定在发酵罐体内；罐体顶部设有放射状排布的翅片，翅片下部进入罐体内，锥帽罩在翅片上。
所述管式轴流泵的管下口设有收气锥帽，有利于气体溶解。
所述发酵罐体上设有人孔和液位窗，便于检修和观测液位。
所述风泵式发酵罐位于墙体内，墙体内外分别设有空调内机和空调外机。
发酵罐锥底便于排料与清洗工作，罐体顶部是风力传动动力头，动力头由风扇、筒体和扇叶组成，风扇可以调速运行，扇叶倾角较大适合风力驱动。
风扇启动后，风力驱动扇叶，实现传动与减速。罐顶有多片翅片放射状合理排布，翅片下部进入罐体内，锥帽罩在翅片上，便于控制风扇气流全部穿过翅片空隙，翅片可以高效导出罐顶聚集热量，通过罐顶的风扇气流强制冷却。
发酵罐位于保温隔热良好的墙体内，通过空调热泵实现室内的温度恒定，热泵转移热量成本是最低的，依靠制热、制冷实现热量转移和恒温。
发酵罐通过间壁和室内空气进行换热以实现恒温，但由于发酵产热并且受物理规律控制灌顶温度总会较高，所以在罐顶进行翅片式气流散热。
发酵罐内部需要有良好的液-液对流循环，来实现罐内温度和物料的均匀分布，扇叶带动传动轴，传动轴在管内下端有轴套稳定转轴并灵活转动，传动轴下半部有轴流叶片，轴流叶片可以多层多片合理布置，轴流叶片被传动轴带动，实现下部吸入后向上运动，由溢流口溢出，实现罐体内部物料的对流循环和物料与温度的均匀分布。
底部搅拌桨可以避免物料底部沉积，压缩空气经阀门控制通过空气过滤器，由罐底中心管阀门控制加入，气泡上浮可以避免管道物料沉积，造成堵塞和物料循环出现死角；气泡通过收气锥帽收集导入管内，气泡受轴流叶片作用，进一步扩散在管内，形成良好的气液混合，有利于氧气的溶解补充。
由于气液混合体平均密度小于管外液体密度，因而形成气液发泡上行，有利于物料从溢流窗口溢出。当所需补充氧气量较大时，加大阀门开度让穿过管子的空气富余，就可以从收气锥帽边缘扩散溢出，进一步增强氧气溶解，因此，发酵罐的循环很好、搅拌作用方式很柔和、补氧也很高效，特别有利于微生物的发酵。
与现有技术相比，本发明的有益效果还在于：
系统结构简洁、实用、可靠、成本低，利用热泵进行恒温效率高，能耗低；风动轴流搅拌器简洁，特别适合发酵罐液相内部底层与表层实现对流循环，也适合低扬程强制对流循环；风动轴流搅拌器靠风扇驱动，低成本利用气流同时巧妙实现机构的传动与减速，安全可靠性特别好，即使搅拌卡死也没有任何设备损坏隐患；压缩空气的收集进入管内可以促进氧溶解和强化上升形成良好对流。
本设计实现了罐顶气流翅片散热和罐内物料搅拌循环同步进行，大大节省了设备投资。
附图说明
图1是本发明的平面结构示意图。
图2是风力传动动力头的三维结构示意图。
图中各标号表示：
1、锥帽；2、翅片；3、人孔；4、发酵罐体；5、液面；6、液位窗；7、传动轴；8、溢流口；9、管子；10、支撑筋；11、轴流叶片；12、轴套；13、收气锥帽；14、搅拌桨；15-18、阀门；19、空气过滤器；20、风扇；21、筒体； 22、扇叶；23、空调内机；24、空调外机；25、墙体。
具体实施方式
现结合附图，对本发明进一步具体说明。
如图1和图2所示风泵式发酵罐，包括发酵罐体4和空气过滤器19，空气过滤器19与发酵罐4的锥底连接，罐体4顶部部设有由筒体21、风扇20和扇叶22组成的风力传动动力头，扇叶22和风扇20均位于筒体21内，扇叶22位于风扇20下方，扇叶22有倾角，可被风扇20带动旋转；扇叶22连接管式轴流泵的传动轴7并带动传动轴7转动，传动轴7上有叶片11并被轴套12限制在管9内，管9壁上设有溢流口8，传动轴7下端设有搅拌桨14直达罐体4底部；管式轴流泵由支撑筋10固定在发酵罐体4内；罐体4顶部设有放射状排布的翅片2，翅片2下部进入罐体4内，锥帽1罩在翅片2上。
所述管式轴流泵的管下口设有收气锥帽13，有利于气体溶解。
所述发酵罐体上设有人孔3和液位窗6，便于检修和观测液位。
所述风泵式发酵罐位于墙体25内，墙体内分别设有空调内机23和空调外机24。
发酵罐锥底便于排料与清洗工作，罐体顶部是风力传动动力头，动力头由风扇20、筒体21和扇叶22组成，风扇20可以调速运行，扇叶22倾角较大适合风力驱动。
风扇20启动后，风力驱动扇叶22，实现传动与减速。罐顶有多片翅片2放射状合理排布，翅片2下部进入罐体4内，锥帽1罩在翅片2上，便于控制风扇气流全部穿过翅片空隙，翅片可以高效导出罐顶聚集热量，通过罐顶的风扇气流强制冷却。
发酵罐位于保温隔热良好的墙体25内，通过空调热泵实现室内的温度恒定，热泵转移热量成本是最低的，依靠制热、制冷实现热量转移和恒温。
发酵罐4通过间壁和室内空气进行换热以实现恒温，但由于发酵产热并且受物理规律控制灌顶温度总会较高，所以在罐顶进行翅片式气流散热。
发酵罐内部有良好的液-液对流循环，来实现罐内温度和物料的均匀分布，扇叶22带动传动轴7，传动轴7在管内下端有轴套12稳定转轴7并灵活转动，传动轴7下半部有轴流叶片11，轴流叶片11可以多层多片合理布置，轴流叶片11被传动轴7带动，实现下部吸入后向上运动，由溢流口溢出，实现罐体4内部物料的对流循环和物料与温度的均匀分布。
底部搅拌桨14可以避免物料底部沉积，压缩空气经阀门18控制通过空气过滤器，由罐底中心管阀门17控制加入，气泡上浮可以避免管道物料沉积，造成堵塞和物料循环出现死角；气泡通过收气锥帽13收集导入管9内，气泡受轴流叶片11作用，进一步扩散在管9内，形成良好的气液混合，有利于氧气的溶解补充。
由于气液混合体平均密度小于管外液体密度，因而形成气液发泡上行，有利于物料从溢流窗口8溢出。当所需补充氧气量较大时，加大阀门17、18开度让穿过管子的空气富余，就可以从收气锥帽13边缘扩散溢出，进一步增强氧气溶解，因此，发酵罐的循环很好、搅拌作用方式很柔和、补氧也很高效，特别有利于微生物的发酵。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (2)

1.一种风泵式发酵罐，包括发酵罐体和空气过滤器，空气过滤器与发酵罐的锥底连接，其特征在于：罐体顶部设有由筒体、风扇和扇叶组成的风力传动动力头，扇叶和风扇均位于筒体内，扇叶位于风扇下方，扇叶有倾角，被风扇带动旋转；扇叶连接管式轴流泵的传动轴并带动传动轴转动，传动轴上有叶片并被轴套限制在管内，管壁上设有溢流口，传动轴下端设有搅拌桨直达罐体底部；管式轴流泵由支撑筋固定在发酵罐体内；罐体顶部设有放射状排布的翅片，翅片下部进入罐体内，锥帽罩在翅片上；所述管式轴流泵的管下口设有收气锥帽；所述发酵罐体上设有人孔和液位窗。
2.根据权利要求1所述的风泵式发酵罐，其特征在于：所述风泵式发酵罐位于墙体内，墙体内外分别设有空调内机和空调外机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114751778B (zh) * 2022-04-21 2023-09-12 南京市计量监督检测院 一种气压自泄自搅拌式生物发酵罐

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202022915U (zh) * 2011-02-17 2011-11-02 余兆丰 一种微生物双态培养专用发酵罐
CN202042475U (zh) * 2011-04-24 2011-11-16 广州大学 一种液冷散热器
CN102416305A (zh) * 2011-12-20 2012-04-18 张博森 风动搅拌器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201288178Y (zh) * 2008-08-29 2009-08-12 潘敬东 环流气升式发酵罐
CN204097476U (zh) * 2014-11-05 2015-01-14 吉首大学 风泵式发酵罐

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202022915U (zh) * 2011-02-17 2011-11-02 余兆丰 一种微生物双态培养专用发酵罐
CN202042475U (zh) * 2011-04-24 2011-11-16 广州大学 一种液冷散热器
CN102416305A (zh) * 2011-12-20 2012-04-18 张博森 风动搅拌器

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