CN105331519A - 一种发酵罐用搅拌装置 - Google Patents

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陈光南
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    • 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
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements

Abstract

本发明公开了生化设备领域的一种发酵罐用搅拌装置，包括一根底部从位于发酵罐顶部的顶盖中心的搅拌接口伸入所述发酵罐的罐体，顶部与电机连接的搅拌轴，以及位于所述搅拌接口的内圆周与所述搅拌轴径向之间的机械密封；所述搅拌轴上套接有一组位于所述罐体内的上搅拌桨和若干组位于所述上搅拌桨下方的下搅拌桨，所述上搅拌桨与所述罐体上的补液口等高，所述上搅拌桨的直径大于所述下搅拌桨的直径，且所述上搅拌桨的下缘设有搅拌齿。其技术效果是：其可以防止罐体内的菌体在培养过程中的损伤，同时防止在发酵过程中，罐体内泡沫的产生，减少消泡剂的使用量，也不需要来接消泡设备，简化了设备并提高发酵的质量。

Description

一种发酵罐用搅拌装置
技术领域
本发明涉及生化设备领域的一种发酵罐用搅拌装置。
背景技术
发酵是生物工程中的重要环节，发酵设备是生物工程配套设备的重要设备。发酵设备给工程菌或工程细胞提供最佳的生长繁殖条件，包括温度、酸碱度、搅拌速度和溶解氧含量等外部条件，使工程菌或工程细胞生长繁殖后，以包含体或上清液的形式最大量地产出人们需要的各种生化物质。
目前的发酵罐，包含罐体和控制部分，而控制部分可分为加热控制单元、pH值控制单元、溶解氧含量控制单元和搅拌速度控制单元。控制部分通过控制上述部分以控制发酵液的温度、pH值、溶解氧含量和搅拌速度，以给工程菌或工程细胞的生长繁殖提供其所需的外部条件。
发酵罐对发酵效果的影响很大。由于动物细胞无细胞壁，对剪切力敏感，因而无法提高发酵罐用搅拌装置的搅拌转速来增加接触概率，以防止细胞的损伤，同时搅拌过程中，由于细胞呼吸作用产生的泡沫也是一个无法忽视的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种发酵罐用搅拌装置，其可以防止罐体内的菌体在培养过程中的损伤，同时防止在发酵过程中，罐体内泡沫的产生，减少消泡剂的使用量，也不需要来接消泡设备，简化了设备并提高发酵的质量。
实现上述目的的一种技术方案是：一种发酵罐用搅拌装置，包括一根底部从位于发酵罐顶部的顶盖中心的搅拌接口伸入所述发酵罐的罐体，顶部与电机连接的搅拌轴，以及位于所述搅拌接口的内圆周与所述搅拌轴径向之间的机械密封；
所述搅拌轴上套接有一组位于所述罐体内的上搅拌桨和若干组位于所述上搅拌桨下方的下搅拌桨，所述上搅拌桨与所述罐体上的补液口等高，所述上搅拌桨的直径大于所述下搅拌桨的直径，且所述上搅拌桨的下缘设有搅拌齿。
进一步的，所述机械密封包括位于所述搅拌接口与所述搅拌轴径向之间的机械密封，所述机械密封包括：与所述顶盖固定的下机封座，在所述下机封座上方与所述下机封座固定的上机封座，所述下机封座、所述上机封座和所述搅拌轴围成机封腔，所述机封腔内设有与所述上机封腔底面固定的上静环，与所述下机封腔顶面固定的下静环，与所述搅拌轴套接，并与所述上静环受力接触的上动环，以及与所述搅拌轴套接并与所述下静环受力接触的下动环，所述上动环和所述下动环之间设有动环连接弹簧。
再进一步的，所述上机封座的径向外侧套接有与所述下机封座固定的机座，所述机座与所述搅拌轴之间形成轴承腔，所述轴承腔的上下两端之间分别设有上轴承和下轴承，所述上轴承和所述下轴承均为滚珠轴承。
进一步的，所述上轴承的上方，从下至上依次设有与所述搅拌轴套接的轴承压紧圈，下止退螺母和止退垫圈和上止退螺母。
进一步的，所述电机与所述搅拌轴的顶部通过膜片式联轴器连接。
再进一步的，所述机座的顶部设有用于固定所述电机的电机座。
采用了本发明的一种发酵罐用搅拌装置的技术方案，包括一根底部从位于发酵罐顶部的顶盖中心的搅拌接口伸入所述发酵罐的罐体，顶部与电机连接的搅拌轴，以及位于所述搅拌接口的内圆周与所述搅拌轴径向之间的机械密封；所述搅拌轴上套接有一组位于所述罐体内的上搅拌桨和若干组位于所述上搅拌桨下方的下搅拌桨，所述上搅拌桨与所述罐体上的补液口等高，所述上搅拌桨的直径大于所述下搅拌桨的直径，且所述上搅拌桨的下缘设有搅拌齿。其技术效果是：其可以防止罐体内的菌体在培养过程中的损伤，同时防止在发酵过程中，罐体内泡沫的产生，减少消泡剂的使用量，也不需要来接消泡设备，简化了设备并提高发酵的质量。
附图说明
图1为发酵罐的结构示意图。
图2为图1的A-A剖面的示意图。
图3为本发明图1的B-B剖面的示意图。
图4为发酵罐的顶盖的结构示意图。
图5为本发明的一种发酵罐用搅拌装置的结构示意图。
图6为发酵罐的进料管的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：
请参阅图1，本发明的一种发酵罐，包括罐体1，罐体1的底部通过碟形封头11封闭。罐体1下部的圆周壁上设有碟形封头11将罐体1的底部封闭，碟形封头11的底部设有罐底隔膜阀111。罐体1与地面之间设有支撑罐体1的支腿12。围绕罐体1的下部的圆周设有对应用于取样的取样接口1a，用于插接温度电极的温度电极接口1b，用于插接PH电极的PH电极接口1c和DO电极接口1d。
围绕罐体1和碟形封头11的外圆周设有夹套筒体2。其中夹套筒体2的进水口21设有碟形封头11的下方，出水口22设有夹套筒体1的上部。
罐体1的顶部套接罐体法兰13，罐体1的顶部通过顶盖3封闭，顶盖3与罐体1之间通过顶盖螺栓131和罐顶密封圈132固定。围绕罐体1顶面的圆周，依次设有用于插接进气管31的进气管接口3a，用于插接液位电极的液位电极接口3b，用于插接消泡电极的消泡电极接口3c，用于接种的接种接口3d，用于插接进料管32的进料接口3e，用于安装压力表的压力表接口3f，用于清洗的清洗接口3g，以及用于插接出气管的出气管接口3h和灯镜3i。
在罐体1的外圆周上还设有若干个位于夹套筒体2上方的补料接口14。
罐体1上还设有与夹套筒体2等高的侧面镜15。
罐体1的内部，围绕罐体1的内圆周壁，均布有若干竖直固定于罐体1的内圆周壁上的挡板16，挡板16的作用在于防止罐体1内的细菌受到损伤。
顶盖3的径向中心设有用于固定搅拌装置4的搅拌接口3j。搅拌接口3j内安装有搅拌装置4，本发明的一种发酵罐用搅拌装置4包括搅拌轴41，搅拌轴41从顶盖3的搅拌接口3j伸入罐体1内部，搅拌轴41与搅拌接口3j的内圆周之间设有与顶盖3固定的下机封座42，下机封座42的上方设有与下机封座42同轴固定的上机封座43，下机封座42和上机封座43之间通过螺栓和密封圈固定。上机封座43、下机封座42和搅拌轴41之间形成机封腔，所述机封腔内设有与上机封座43底面固定的上静环431，以及与下机封座42顶面固定的下静环421。上机封座43和上静环431之间，以及下机封座42与下静环421之间均设有密封圈。上静环431的下方设有与搅拌轴41套接的上动环432，下静环421的上方设有与搅拌轴41套接的下动环422，下动环422与下静环421受力接触，上动环432与上静环431受力接触。下动环422与上动环432之间设有动环连接弹簧。下动环422以及上静环432与搅拌轴41之间均设有密封环。由此下机封座42、上机封座43、下静环421、下动环422，上静环431、上动环432和所述动环连接弹簧，构成防止罐体1内物料流失的机械密封。该机械密封使用效果好，尤其适用于各类生化设备。
上机封座43的径向外侧套接有机座44，机座44与下机封座42之间通过螺栓固定，机座44与上机封座43之间通过螺栓和密封圈固定。机座44与搅拌轴41之间形成轴承腔，所述轴承腔的上下两端对应设有上轴承452和下轴承451。上轴承451和下轴承452均为滚珠轴承。
在上轴承452的上方设有套接在搅拌轴41上的轴承压紧圈461，以及在轴承压紧圈461上方与搅拌轴41套接的，从下至上依次设置的下止退螺母462和止退垫圈463和上止退螺母464，将上轴承452和下轴承451在竖直方向上固定，并防止上轴承452和下轴承451的位置发生偏移。
机座44的顶部套接有用于固定电机5的电机座47，电机5与搅拌轴41的顶部之间通过膜片式联轴器48连接，膜片式联轴器48通过键与搅拌轴41固定。
搅拌轴41上还设有在罐体1内与搅拌轴套接的上搅拌桨411，以及若干节在罐体1内从上至下依次与搅拌轴41套接的下搅拌桨412。其中上搅拌桨411的径向长度大于下搅拌桨412的径向长度，其中上搅拌桨411的下缘设有下搅拌齿。这样设计的目的在于上搅拌桨411可以加快罐体1内物料的对流速度，使物料在罐体1内混合均匀，并防止罐体1内泡沫的产生。而下搅拌桨412可以减少搅拌损伤菌种的发生，从而提高发酵的质量。
进气管31分为竖直伸入进气管接口3a的竖直进气管311，以及与竖直进气管311底部连接的水平进气管312，水平进气管312位于搅拌轴41最底端一节下搅拌桨412的下方。竖直进气管311和水平进气管312上均设有通气孔(图中未显示)，这样设计的目的在于可以实现二氧化碳在罐体1内的均匀分布。
顶盖3顶面的进料接口3e插接的进料管32是一根弯管，可以减少进料过程中对于菌种的损害。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种发酵罐用搅拌装置，包括一根底部从位于发酵罐顶部的顶盖中心的搅拌接口伸入所述发酵罐的罐体，顶部与电机连接的搅拌轴，以及位于所述搅拌接口的内圆周与所述搅拌轴径向之间的机械密封，其特征在于：
所述搅拌轴上套接有一组位于所述罐体内的上搅拌桨和若干组位于所述上搅拌桨下方的下搅拌桨，所述上搅拌桨与所述罐体上的补液口等高，所述上搅拌桨的直径大于所述下搅拌桨的直径，且所述上搅拌桨的下缘设有搅拌齿。
2.根据权利要求1所述的一种发酵罐用搅拌装置，其特征在于：所述机械密封包括位于所述搅拌接口与所述搅拌轴径向之间的机械密封，所述机械密封包括：与所述顶盖固定的下机封座，在所述下机封座上方与所述下机封座固定的上机封座，所述下机封座、所述上机封座和所述搅拌轴围成机封腔，所述机封腔内设有与所述上机封腔底面固定的上静环，与所述下机封腔顶面固定的下静环，与所述搅拌轴套接，并与所述上静环受力接触的上动环，以及与所述搅拌轴套接并与所述下静环受力接触的下动环，所述上动环和所述下动环之间设有动环连接弹簧。
3.根据权利要求2所述的一种发酵罐用搅拌装置，其特征在于：所述上机封座的径向外侧套接有与所述下机封座固定的机座，所述机座与所述搅拌轴之间形成轴承腔，所述轴承腔的上下两端之间分别设有上轴承和下轴承，所述上轴承和所述下轴承均为滚珠轴承。
4.根据权利要求2所述的一种发酵罐用搅拌装置，其特征在于：所述上轴承的上方，从下至上依次设有与所述搅拌轴套接的轴承压紧圈，下止退螺母和止退垫圈和上止退螺母。
5.根据权利要求2所述的一种发酵罐用搅拌装置，其特征在于：所述电机与所述搅拌轴的顶部通过膜片式联轴器连接。
6.根据权利要求3所述的一种发酵罐用搅拌装置，其特征在于：所述机座的顶部设有用于固定所述电机的电机座。
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