CN104450511A - 节能环流发酵罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能环流发酵罐，包括罐体、电机、进气管、气液混合输送器、智能控制系统和气液环流管，所述气液混合输送器设置在所述罐体内部的下方，所述电机与气液混合输送器相联，所述智能控制系统的一端插入罐体内部，另一端与电机连接，所述气液环流管的下口与气液混合输送器连通，所述进气管的一端伸入气液环流管内部。本发明的节能环流发酵罐，具有工作效率高、结构简单、气液混合效果好的优点。

Description

节能环流发酵罐
技术领域
本发明涉及一种发酵生产设备，特别涉及一种节能环流发酵罐。
背景技术
发酵罐是生产农用微生制剂的重要设备。随着农用微生物制剂需求量的增长，发酵罐的需求量也随之增长。本发明所述的农用微生物制剂应用领域广，需求量大，对环境的适应能力强，产品附加值低。针对这些特点，研究一种制造成本低，节能效果好的发酵系统，对促进农用生物制剂的推广应用是具有深远意义的。
目前，我国大量应用的发酵罐是传统的机械搅拌罐，这种发酵罐主要由机械搅拌系统和包括空压机在内的空气处理系统组成。机械搅拌的功能是将通入发酵液中的气泡破碎，增加气泡与发酵液的接触面积，提高发酵液中的溶解氧，保证微生物在发酵液中能迅速繁殖。为了将气泡破碎，机械搅拌的浆叶必须将发酵液快速搅动，使进入发酵液中的气泡在剪切，碰撞过程中破碎，因此搅拌系统的能耗是很大的。空气系统中空压机产生的大量压缩空气要克服空气除菌过滤系统的气阻，发酵罐内的水头压力及管路损失，空压机的能耗比机械搅拌系统更大。
CN201834912U公开了一种发酵罐用搅拌桨，改进传统搅拌桨的几何形状，以期减小搅拌功率消耗，虽有一定成效，但并不显著。
CN102796650A公开了一种旋流气升式发酵罐，去掉机械搅拌系统，利用压缩空气产生射流与发酵液碰撞，使气泡破碎，虽省去了机械搅拌的能耗，但增加了空压机的能耗，其节能效果并不理想，而且还会产生发酵液上下不均匀等问题。
CN103243018A公开了一种气液混输泵，代替传统发酵罐上用的机械搅拌浆和空压机，将发酵液与洁净空气在负压条件下直接混合，从而提高发酵罐的功效和降低发酵罐的能耗。
综上所述，现有技术的发酵罐结构复杂，生产成本高，能耗大，不利于农用微生物制剂的推广应用，因此需要一种结构简单，节能效果好的发酵罐。
发明内容
本发明拟解决的技术问题是，提供一种节能环流发酵罐，其具有工作效率高、结构简单、气液混合效果好的优点。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种节能环流发酵罐，包括罐体、电机、进气管、气液混合输送器、智能控制系统和气液环流管，所述气液混合输送器设置在罐体内部的下方，所述电机与气液混合输送器相联，所述智能控制系统的一端插入罐体内部，另一端与电机连接，所述气液环流管的下口与气液混合输送器连通，所述进气管的一端伸入气液环流管内部。
优选地，所述罐体底部固定有封头，所述电机设有联轴器和支座，所述气液混合输送器设有传动轴、气液混合器和混合室，所述联轴器与传动轴相联，所述气液混合器设有底座，所述支座与底座连接，所述底座焊接在封头的下部，所述混合室设有若干导流板，所述导流板形成气液混合流道。
优选地，所述智能控制系统设有溶解氧测定传感器、导线、溶氧变送器和变频器，所述溶氧传感器通过导线与溶氧变送器连接，溶氧变送器通过导线与变频器连接，变频器通过导线与电动机连接。
优选地，所述进气管中间串联有空气过滤器。
优选地，所述罐体设有补料口、消泡器接口、压力表接口、手孔、排气口和压气口。
优选地，所述传动轴上设有叶轮，叶轮上部设有吸气叶片，叶轮下部设有吸液叶片。
优选地，所述传动轴上还设有机械密封。
优选地，所述气液混合器还设有腔体，所述腔体固定在底座上。
本发明技术方案的有益效果是：
1.本发明的节能环流发酵罐包括气液环流管，该气液环流管的下口与气液混合输送器连通，所述进气管的一端伸入气液环流管内部，当气液混合输送器吸入发酵液和洁净空气，在气液混合输送器中混合后，在发酵罐内形成环流，这样可以提高发酵罐的气液混合效果。
2.本发明的节能环流发酵罐对比于专利文献CN103243018A，改进了进液管，气液混合输送器的吸液叶片通过进液口直接从罐体内吸入发酵液，这样不仅结构更加简单，而且吸液效果更好。
3.气液混合输送器的传动轴上设有叶轮，叶轮上部设有吸气叶片，叶轮下部设有吸液叶片，吸气叶片和吸液叶片的吸气量和吸液量可以同步变化，气液的混合效果更好。
4.在酵母菌的发酵试验中，本发明的节能环流发酵罐，较传统的机械搅拌罐能耗降低60％以上。
附图说明
图1是本发明实施方案的结构示意图。
图2是本发明所述发酵罐的气液混合输送器的结构示意图。
图3是本发明所述气液混合输送器的混合室的俯视图。
图4是本发明所述发酵罐的智能控制系统的原理图。
具体实施方式
以下是对照附图，通过具体实施方式的描述，对本发明作进一步说明。
如附图1所示，本发明的节能环流发酵罐包括罐体1，所述罐体1顶部设有补料口4、消泡器接口5、压力表接口6、排气口14和手孔7，所述罐体1的侧部设有压气口13，所述罐体1的底部固定有封头34。
本发明的节能环流发酵罐还包括进气管9、气液环流管10、气液混合输送器11，所述气液环流管10与气液混合输送器11连通，所述进气管9的一端设置在罐体外部，另一端伸入气液环流管10的内部，所述进气管9上串联有空气过滤器8，所述气液混合输送器11设置在罐体1内部的底端。
如附图2所示，气液混合输送器11内部设有传动轴23，所述传动轴23上设有叶轮17，叶轮17上部设有吸气叶片16，叶轮17下部设有吸液叶片18，传动轴23上方设有机械密封21。
气液混合输送器11的下方设有进液口22，气液混合输送器11还设有混合室19、腔体20和底座24，所述腔体20固定在底座24上，所述底座24焊接在封头34的下部。所述混合室19固定在腔体20的上方，所述混合室19与叶轮17连通。
本发明的节能环流发酵罐还包括电机12，所述电动机12设有联轴器25和支座35，所述联轴器25与传动轴23相联，所述支座35与底座24固定连接。
如图3所示，所述混合室19设有若干导流板26，导流板26形成气液混合流道27。
在电机12的带动下，叶轮17高速旋转，吸液叶片18从进液口22吸入发酵液并将其输送到混合室19，吸气叶片16从气液环流管10中吸入气液混合物，同样将其输送到混合室19，气液流在混合室19内混合后，在导流板26的作用下，顺气液混合流道27流出，并向罐体1上方流动，再从气液环流管10的上口进入，回到气液混合输送器11内，由此形成发酵液的环流。
如图4所示，智能控制系统设有溶解氧测定传感器28、导线31、导线32、导线33、溶氧变送器29和变频器30，所述溶氧传感器28的一端插入罐体1内部，另一端通过导线31与溶氧变送器29的一端连接，溶氧变送器29的另一端通过导线32与变频器30的一端连接，变频器30另一端通过导线33与电机12相联。
在发酵过程中，当所述溶氧传感器28在线检测到发酵液的溶解氧变化时，所述智能控制系统将控制电动机12的转速，随之同步改变发酵液的循环量和供气量，达到跟踪所设定的溶解氧数值指标的目的。

Claims (8)

1.一种节能环流发酵罐，包括罐体、电机、进气管、气液混合输送器和智能控制系统，所述气液混合输送器设置在罐体内部的下方，所述电机与气液混合输送器相联，所述智能控制系统的一端插入罐体内部，另一端与电机连接，其特征在于：该发酵罐还包括气液环流管，所述气液环流管的下口与气液混合输送器连通，所述进气管的一端伸入气液环流管内部。
2.根据权利要求1所述的节能环流发酵罐，其特征在于：所述罐体底部固定有封头，所述电机设有联轴器和支座，所述气液混合输送器设有传动轴、气液混合器和混合室，所述联轴器与传动轴相联，所述气液混合器设有底座，所述支座与底座连接，所述底座焊接在封头的下部，所述混合室设有若干导流板，所述导流板形成气液混合流道。
3.根据权利要求1所述的节能环流发酵罐，其特征在于：所述智能控制系统设有溶解氧测定传感器、导线、溶氧变送器和变频器，所述溶氧传感器通过导线与溶氧变送器连接，溶氧变送器通过导线与变频器连接，变频器通过导线与电动机连接。
4.根据权利要求1所述的节能环流发酵罐，其特征在于：所述进气管中间串联有空气过滤器。
5.根据权利要求1所述的节能环流发酵罐，其特征在于：所述罐体设有补料口、消泡器接口、压力表接口、手孔、排气口和压气口。
6.根据权利要求2所述的节能环流发酵罐，其特征在于：所述传动轴上设有叶轮，叶轮上部设有吸气叶片，叶轮下部设有吸液叶片。
7.根据权利要求2所述的节能环流发酵罐，其特征在于：所述传动轴上还设有机械密封。
8.根据权利要求2所述的节能环流发酵罐，其特征在于：所述气液混合器还设有腔体，所述腔体固定在底座上。
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