CN106701540A - 一种气升式发酵罐进气系统 - Google Patents

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刘冰南
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • 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
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers

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Abstract

一种气升式发酵罐进气系统，它涉及一种气升式发酵罐进气系统。本发明是为了解决气升式发酵罐需要非常大的空气注入量，导致巨大能源浪费问题。该系统包括进气装置、进气口、进气管和喷气装置，其中喷气装置通过进气管和进气口链接，进气装置通过进气口向喷气装置内送气。本发明由于采用喷气装置，使气泡分割更细碎，阻止气泡之间结合形成大气泡，增加气液接触面积，最终使通入的空气以最大化分散到发酵液中，从而达到提高供氧效率、节约进气量、减少能耗、节约成本的目的。采用该气升式发酵罐进气系统的气升式发酵罐的原料处理量为30t/h，仅需要5台螺杆空压机，其供氧效率是普通气升式发酵罐的11倍。本发明属于发酵罐的技术领域。

Description

一种气升式发酵罐进气系统
技术领域
本发明涉及一种气升式发酵罐进气系统。
背景技术
气升式发酵罐是上世纪末开始发展应用的一种新型生物反应器，广泛用于大规模生产单细胞蛋白。其工作原理是利用空气喷嘴喷出高速的空气，空气以气泡式分散于发酵液中，在通气的一侧，液体平均密度下降，在不通气的一侧，液体密度较大，因而产生与通气侧的液体产生密度差，从而形成发酵罐内液体的环流。
气升式发酵罐的最主要特征是以气流搅拌装置代替了传统的机械搅拌装置，并结合了气升原理，因而具有以下优点：与机械搅拌式发酵罐相比节电70％-80％，降低成本；无菌操作可靠性高，该设备没有动密封装置，无泄露，且设备内无死区，灭菌彻底，染杂菌的机会大幅度减少；传热和传氧效率高；搅拌方式采用循环混合搅拌，剪切力小，对微生物的伤害小；产品的产率和转化率均有明显提高；容易实现大型化和自动化。虽然与传统的发酵罐相比气升式发酵罐有着明显的优点，但是它也存在着一些问题，如气升式发酵罐需要非常大的空气注入量；相间混合接触较差；混合与通气是耦合问题，即很难在不改变通气的条件下改善混合状况。
发明内容
本发明的目的是为了解决气升式发酵罐需要非常大的空气注入量，导致相间混合接触较差的技术问题，提供了一种气升式发酵罐进气系统。
一种气升式发酵罐进气系统包括进气装置、进气口、进气管和喷气装置，其中喷气装置通过进气管和进气口链接，进气装置与进气口相连，进气装置通过进气口向喷气装置内送气。
所述进气装置为螺杆空压机。
所述喷气装置上设有一组喷头。
所述喷气装置上设5个喷头。
所述喷气装置2位于气升式发酵罐6的底部
采用了本发明的喷气装置，使气升式发酵罐内的气泡分割更细碎，阻止气泡之间结合形成大气泡，增加气液接触面积，最终使通入的空气以最大化分散到发酵液中，从而达到提高供氧效率、节约进气量、减少能耗、节约成本的目的。采用该气升式发酵罐进气系统的气升式发酵罐的原料处理量为30t/h，仅需要5台螺杆空压机，其供氧效率是普通气升式发酵罐的11倍。
附图说明
图1是气升式发酵罐进气系统的结构示意图；
图2是喷气装置2的俯视图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种气升式发酵罐进气系统包括进气装置1、进气口3、进气管4和喷气装置2，其中喷气装置2通过进气管4和进气口3链接，进气装置1与进气口3相连，进气装置1通过进气口3向喷气装置2内送气。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述进气装置1为螺杆空压机。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中所述的螺杆空压机排量：9.92m3/min，工作压力：0.8MPa，电机功率：55KW。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是所述喷气装置2上设有一组喷头5。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是所述喷气装置2上设5个喷头5。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是所述喷气装置2位于气升式发酵罐6的底部。其它与具体实施方式一至四之一相同。
采用下述实验验证本发明效果：
采用本发明的气升式发酵罐进气系统进行发酵实验：
螺杆空压机与进气口3相连接，螺杆空压机通过进气口3向喷气装置2内送气，气体通过进气管4，导入到气升式发酵罐6的底部，进入底部的喷气装置2，将气体更好的分布到发酵液中，所用的螺杆空压机排量：9.92m3/min，工作压力：0.8MPa，电机功率：55KW；气升式发酵罐工作温度为33度，发酵底物为马铃薯薯渣汁水40L，发酵罐通气量为0.25vvm，搅拌速度：200rpm，发酵完成时间为60h。
不使用气升式发酵罐进气系统的气升式发酵罐，直接采用螺杆空压机送气，气升式发酵罐工作温度为33度，发酵底物为马铃薯薯渣汁水40L，发酵罐通气量为0.25vvm，搅拌速度：200rpm，60h时发酵未完成。

Claims (5)

1.一种气升式发酵罐进气系统，其特征在于一种气升式发酵罐进气系统包括进气装置(1)、进气口(3)、进气管(4)和喷气装置(2)，其中喷气装置(2)通过进气管(4)和进气口(3)链接，进气装置(1)与进气口(3)相连。
2.根据权利要求1所述一种气升式发酵罐进气系统，其特征在于所述进气装置(1)为螺杆空压机。
3.根据权利要求1所述一种气升式发酵罐进气系统，其特征在于所述喷气装置(2)上设有一组喷头(5)。
4.根据权利要求1所述一种气升式发酵罐进气系统，其特征在于所述喷气装置(2)上设5个喷头(5)。
5.根据权利要求1所述一种气升式发酵罐进气系统，其特征在于所述喷气装置(2)位于气升式发酵罐(6)的底部。
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