CN106190831A - 一种常压纯氧反应器及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种常压纯氧反应器，包括外壳、保温层、通氧管、永磁磁铁；外壳与内腔之间设置有保温层；外壳的上端盖置有顶盖；内腔的底部设置有弹性稳定架；弹性稳定架的上端中间安装有转轴；转轴的上端依次与减速机、电机相连接；减速机的右端设置有加料管；加料管的下端与过滤器相连接；内腔的上部、下部均设置有一圈加热带；加热带均固定在保温层上；两圈加热带之间的保温层内均匀设置有四块永磁磁铁；内腔的一侧竖直设置有通氧管；永磁磁铁与其下方的加热带之间的保温层上设置有感温器。本发明可为发酵环境持续稳定地提供无菌氧气，具有加氧过程无污染、发酵过程快、产物品质好的优点，尤其适用于微生物燃油添加剂的发酵生产。

Description

一种常压纯氧反应器及方法
技术领域
本发明涉及一种反应器及方法，尤其涉及一种常压纯氧反应器及方法。
背景技术
微生物发酵是指在适宜的环境条件下，经过微生物特定的代谢途径将原料转化为人类所需的产物的过程。微生物发酵不仅具有定向生产目标产物的功能，而且所得产物环保无污染，因此已逐渐代替很多纯化工制造过程，成为目前科技研究的重点。
发酵反应器能够为微生物提供稳定的生长以及代谢环境，在发酵行业中具有广泛的应用。发酵反应器按照用途的不同可分为厌氧反应器和好氧反应器。对于厌氧反应器来说，只需为厌氧微生物提供密闭环境即可实现工业控制，因此该类设备的生产工艺较为简单。但对于好氧反应器而言，如何向反应器内持续稳定的通入氧气并且使内部微生物免受外界环境的污染一直是工业发酵技术领域的空白。目前现有的好氧反应器大多应用于畜牧粪便、生活垃圾等的污泥一体化处理，所以对设备自身的密封性、通氧的纯度以及持续性要求并不高，但这种反应器并不能应用于对氧气浓度及发酵环境条件要求较高的食品、用品级的工业化生产与发酵。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种常压纯氧反应器及方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种常压纯氧反应器，包括外壳，它还包括保温层、通氧管、永磁磁铁；外壳的内部设置有内腔；内腔与外壳之间设置有保温层；外壳的上端盖置有顶盖，顶盖的两端通过顶盖锁紧扣与外壳固定连接；
内腔的底部设置有弹性稳定架；弹性稳定架的上端中间安装有转轴；转轴上设置有螺旋桨；转轴的上端依次与减速机、电机相连接；减速机和电机均安装在顶盖上；
减速机的右端设置有加料管；加料管的下端与过滤器相连接；过滤器设置于顶盖下端的内腔中；内腔的上部、下部均设置有一圈加热带；加热带均固定在保温层上；
两圈加热带之间的保温层内均匀设置有四块永磁磁铁；内腔的一侧竖直设置有通氧管；通氧管的上端从顶盖上穿出，与制氧设备相连接；
永磁磁铁与其下方的加热带之间的保温层上设置有感温器；保温层的下端插置有排放管；排放管的上端与内腔相连通、下端从外壳上穿出再向右延伸至物料收集器中；排放管上设置有开关阀。
一种常压纯氧反应器的使用方法，其步骤如下：设备使用之前首先用物料对反应器内壁进行清洗，清洗完成后将排放管拔下，使废料从外壳底部的出口流出；废料清理完全后，重新装上排放管，从加料管向内腔中加入微生物以及物料；打开制氧设备使无菌纯氧从通氧管内持续进入内腔；打开电机，减速机带动转轴开始转动，转轴继而带动螺旋桨对发酵液进行搅拌；搅拌时长由外设继电器控制，保证每搅拌30min便停止搅拌1h；反应器工作过程中，由感温器对发酵温度进行实时监测，当发酵温度低于设置温度范围时，通过加热带对发酵液进行加热；发酵结束后，关闭电机及制氧设备，完成一次加氧发酵过程。
本发明方法可为发酵环境持续稳定地提供无菌氧气，而且加氧过程无污染；通过在反应器中设置永磁磁铁可使微生物产生磁效应，从而加快发酵过程并显著改善产物品质，尤其适用于微生物燃油添加剂的发酵生产；此外，本发明的反应器具有发酵条件稳定、生产成本较低的优点，适合于批量生产制造。
附图说明
图1为常压纯氧反应器的剖面结构示意图。
图2为永磁磁铁的在横截面上的分布状态示意图。
图中：1、顶盖锁紧扣；2、顶盖；3、通氧管；4、减速机；5、电机；6、加料管；7、过滤器；8、保温层；9、螺旋桨；10、转轴；11、永磁磁铁；12、感温器；13、内腔；14、外壳；15、弹性稳定架；16、排放管；17、开关阀；18、加热带。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1、图2所示，一种常压纯氧反应器，包括外壳14，它还包括保温层8、通氧管3、永磁磁铁11；外壳14的内部设置有内腔13；内腔13与外壳14之间设置有保温层8；保温层8和加热带18用于维持内腔13中发酵液的温度；外壳14的上端盖置有顶盖2，顶盖2的两端通过顶盖锁紧扣1与外壳14固定连接，使外壳14内部形成密闭、不易被杂菌污染的环境；
内腔13的底部设置有弹性稳定架15；弹性稳定架15的上端中间安装有转轴10，弹性稳定架15与转轴10间隙连接，用于防止转轴10在转动过程中甩动幅度过大，起稳定支撑的作用；转轴10上设置有搅拌用的螺旋桨9；转轴10的上端依次与减速机4、电机5相连接；减速机4和电机5均安装在顶盖2上；
减速机4的右端设置有加料管6；加料管6的下端与过滤器7相连接；过滤器7设置于顶盖2下端的内腔13中，物料从加料管6投入到内腔13中时，首先会经过过滤器7的过滤作用除去颗粒不均匀的杂质；内腔13的上部、下部均设置有一圈加热带18；加热带18均固定在保温层8上，当反应器内温度低于设置温度时用于对发酵液进行加温；
两圈加热带18之间的保温层8内均匀设置有四块永磁磁铁11；通过永磁磁铁11产生的外磁场会使微生物产生磁效应，一方面会提高微生物的活性，加快发酵过程，另一方面会促使物料分子进行重排序，提高物料分子之间的稳定性，并增加氧分子在物料分子间的密度含量，进而提高发酵产物的品质；内腔13的一侧竖直设置有通氧管3；通氧管3的上端从顶盖2上穿出，与制氧设备相连接，为发酵液持续提供无菌纯氧；
永磁磁铁11与其下方的加热带18之间的保温层8上设置有感温器12；保温层8的下端插置有排放管16；排放管16的上端与内腔13相连通、下端从外壳14上穿出再向右延伸至物料收集器中；排放管16上设置有开关阀17；发酵反应完成后，打开开关阀17，使发酵产物顺着排放管16流入到物料收集器中。
一种常压纯氧反应器的使用方法，其步骤如下：设备使用之前首先用物料对反应器内壁进行清洗，清洗完成后将排放管16拔下，使废料从外壳14底部的出口流出；废料清理完全后，重新装上排放管16，从加料管6向内腔13中加入微生物以及物料；打开制氧设备使无菌纯氧从通氧管3内持续进入内腔13；打开电机5，减速机4带动转轴10开始转动，转轴10继而带动螺旋桨9对发酵液进行搅拌；搅拌时长由外设继电器控制，保证每搅拌30min便停止搅拌1h；反应器工作过程中，由感温器12对发酵温度进行实时监测，当发酵温度低于设置温度范围时，通过加热带18对发酵液进行加热；发酵结束后，关闭电机5及制氧设备，完成一次加氧发酵过程。
本发明跟传统技术相比，具有以下优势：
(1)、通过在反应器内设置两对永磁磁铁，不仅可以加快发酵过程，还可以有效改善发酵产物的品质；
(2)、通过在密闭的反应器中增设通氧管，可以持续不断的向发酵液中通入氧气，使反应环境更加稳定；
(3)、外壳内部设置保温层，既降低了纯电力保温成本，又为罐内其它装置的安装应用提供了支撑点；
(4)加热带设置为上下两个，可使罐内受热均匀，解决了传统底部加热方式造成的局部受热不均，从而影响发酵产物品质的问题。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种常压纯氧反应器，包括外壳(14)，其特征在于：它还包括保温层(8)、通氧管(3)、永磁磁铁(11)；所述外壳(14)的内部设置有内腔(13)；所述内腔(13)与外壳(14)之间设置有保温层(8)；所述外壳(14)的上端盖置有顶盖(2)，顶盖(2)的两端通过顶盖锁紧扣(1)与外壳(14)固定连接；
所述内腔(13)的底部设置有弹性稳定架(15)；所述弹性稳定架(15)的上端中间安装有转轴(10)；所述转轴(10)上设置有螺旋桨(9)；转轴(10)的上端依次与减速机(4)、电机(5)相连接；所述减速机(4)和电机(5)均安装在顶盖(2)上；
所述减速机(4)的右端设置有加料管(6)；所述加料管(6)的下端与过滤器(7)相连接；所述过滤器(7)设置于顶盖(2)下端的内腔(13)中；所述内腔(13)的上部、下部均设置有一圈加热带(18)；所述加热带(18)均固定在保温层(8)上；
两圈加热带(18)之间的保温层(8)内均匀设置有四块永磁磁铁(11)；所述内腔(13)的一侧竖直设置有通氧管(3)；所述通氧管(3)的上端从顶盖(2)上穿出，与制氧设备相连接；
所述永磁磁铁(11)与其下方的加热带(18)之间的保温层(8)上设置有感温器(12)；所述保温层(8)的下端插置有排放管(16)；所述排放管(16)的上端与内腔(13)相连通、下端从外壳(14)上穿出再向右延伸至物料收集器中；排放管(16)上设置有开关阀(17)。
2.一种常压纯氧反应器的使用方法，其特征在于：所述方法的步骤如下：设备使用之前首先用物料对反应器内壁进行清洗，清洗完成后将排放管(16)拔下，使废料从外壳(14)底部的出口流出；废料清理完全后，重新装上排放管(16)，从加料管(6)向内腔(13)中加入微生物以及物料；打开制氧设备使无菌纯氧从通氧管(3)内持续进入内腔(13)；打开电机(5)，减速机(4)带动转轴(10)开始转动，转轴(10)继而带动螺旋桨(9)对发酵液进行搅拌；搅拌时长由外设继电器控制，保证每搅拌30min便停止搅拌1h；反应器工作过程中，由感温器(12)对发酵温度进行实时监测，当发酵温度低于设置温度范围时，通过加热带(18)对发酵液进行加热；发酵结束后，关闭电机(5)及制氧设备，完成一次加氧发酵过程。
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