CN113368742A - 酒精发酵罐的搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及酒精发酵设备技术领域，特别涉及一种酒精发酵罐的搅拌装置，包括搅拌轴、第一桨叶、驱动源和扰流板，所述第一桨叶一端固定在搅拌轴的轴身上，另一端向外延伸，所述第一桨叶沿所述搅拌轴的高度方向间隔布置有多个；所述驱动源与搅拌轴传动连接，用于驱动搅拌轴转动，并带动第一桨叶搅动罐体内的物料；扰流板螺旋布置在所述罐体内壁上，用于将第一桨叶甩动至罐体内壁处的物料向下螺旋式引流，所述酒精发酵罐的罐体底部具有斜度，用于将所述物料自罐体底部的中间向四周引流；本发明提供的搅拌装置，使得罐体内的混合物在桨叶的搅动下更多的沿轴向进行循环式的传质、传热，提高了酒精发酵罐中的物料搅拌效果。

Description

酒精发酵罐的搅拌装置

技术领域

本发明涉及酒精发酵设备技术领域，特别涉及一种酒精发酵罐的搅拌装置。

背景技术

酒精发酵罐，又称为酒精沉淀罐。在传统的酒精生产工艺中，淀粉质原料经过蒸煮，使淀粉呈溶解状态，又经过曲美糖化酶的作用，部分生成可发酵性糖，这还不是酒精生产的终了，在糖化醪中接入酵母菌，在酵母的作用下，将糖分转变为酒精和CO₂，获得了酒精产品，这才是酒精发酵的目的。从表面上去观察酒精发酵，其过程十分简单，它只是将糖化醪打入酒精发酵罐中，接入酵母，就可以进行发酵了。但是，在酒精发酵过程中却发生着十分复杂的生物化学变化过程，在这里既有糖化醪中的淀粉和糊精继续被糖化酶水解，生成糖分的作用(即后糖化作用)，也还有蛋白质在曲霉蛋白酶进一步水解下生成低分子含氮化合物，生成的这些物质，有的被酵母吸收利用，合成酵母菌体细胞，另一部分则被发酵，生成酒精和CO₂及其它副产物。

现有的用于酒精发酵过程中的搅拌器装置为侧进式连接，搅拌流量不足，造成罐体底部积料严重，混合效果差、效率低、搅拌时出现漩涡、且能耗大；在生产检修时，需要人工进罐清理积料，浪费大量的人力及财力。在使用过程中易出现短叶片断裂现象，整体运行不稳，抖动大易造成机械密封损坏，发生漏料现象，也容造成减速机齿轮和轴承损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中酒精发酵罐的搅拌效果差、能耗大、运行不稳定的问题，提供一种酒精发酵罐的搅拌装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种酒精发酵罐的搅拌装置，用于对酒精发酵罐中的物料搅拌混合，所述搅拌装置包括：

搅拌轴，其竖向布置在所述酒精发酵罐的罐体内；

第一桨叶，其一端固定在所述搅拌轴的轴身上，另一端向外延伸，所述第一桨叶沿所述搅拌轴的高度方向间隔布置有多个；

驱动源，设置在所述酒精发酵罐的上方，所述驱动源与搅拌轴传动连接，用于驱动搅拌轴转动，并带动第一桨叶搅动罐体内的物料；

扰流板，其螺旋布置在所述罐体内壁上，用于将第一桨叶甩动至罐体内壁处的物料向下螺旋式引流；以及，

所述酒精发酵罐的罐体底部具有斜度，用于将物料自罐体底部的中间向四周引流。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明提供的酒精发酵罐的搅拌装置，通过在罐体内壁上设置螺旋状布置的扰流板，第一桨叶在搅拌轴的带动下对罐体内的物料进行搅动，并带动物料自罐体中心向下运动，接着在第二桨叶的带动下，自罐体中心的下部向四周流动，并逐渐向上流动，使得罐体内的物料在第一桨叶和第二桨叶的搅动下更多的沿轴向进行循环式的传质、传热，提高了酒精发酵罐中的物料搅拌效果；

此外，由于罐体的底部具有斜度，通过该结构更利于物料在轴向上的窜动，直接避免了罐体内混合物在搅动不及时集聚在罐体底部的问题。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的酒精发酵罐的搅拌装置的结构示意图；

图2为图1中A位置的放大示意图；

图3是根据本发明一实施方式的酒精发酵罐的俯视图；

图4是根据本发明一实施方式的第一桨叶安装位置处的爆炸示意图；

图5是根据本发明一实施方式的第二桨叶的结构示意图。

附图标记说明

1、酒精发酵罐 2、支撑组件

3、下料斗 10、搅拌轴

11、上安装盘 12、环形安装部

121、环形凹槽 13、下安装盘

14、环形橡胶垫 20、第一桨叶

30、驱动源 40、扰流板

50、第二桨叶 51、上桨叶

52、下桨叶 54、连接轴

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”通常是指相对于各部件本身的轮廓的内外；“远、近”通常是指相对于各部件本身的轮廓的远近。

图1是根据本发明一实施方式的酒精发酵罐的搅拌装置的结构示意图；

图2为图1中A位置的放大示意图；图3是根据本发明一实施方式的酒精发酵罐的俯视图；图4是根据本发明一实施方式的第一桨叶安装位置处的爆炸示意图；图5是根据本发明一实施方式的第二桨叶的结构示意图。

如图1-5所示，本发明提供了一种酒精发酵罐的搅拌装置，用于对酒精发酵罐1中的物料搅拌混合，所述搅拌装置包括搅拌轴10、第一桨叶20、驱动源30和扰流板40；其中，所述搅拌轴10竖向布置在所述酒精发酵罐1 的罐体内，所述第一桨叶20的一端固定在所述搅拌轴10的轴身上，另一端向外延伸，所述第一桨叶20沿所述搅拌轴10的高度方向间隔布置有多个；所述驱动源30设置在所述酒精发酵罐1的上方，所述驱动源30与搅拌轴10 传动连接，用于驱动搅拌轴10转动，并带动第一桨叶20搅动罐体内的物料；所述扰流板40螺旋布置在所述罐体内壁上，用于将第一桨叶20甩动至罐体内壁处的物料向下螺旋式引流；所述酒精发酵罐1的罐体底部具有斜度，用于将物料自罐体底部的中间向四周引流。

本发明中，由于酒精发酵罐1中的物料在第一桨叶20的作用下沿发酵罐的内壁向上流动，扰流板40能够将罐体内壁处的物料向下螺旋式平稳的引流，能够降低物料流动过程中产生的旋涡，达到使物料充分混合的目的，防止沉淀的产生，降低了积料现象。

通过设置在罐体内壁上呈螺旋状布置的扰流板40与具有斜度的罐体底部进行配合，当第一桨叶20对酒精发酵罐1中的物料搅动时，促使物料在轴向下循环流动，提高了整个罐体内物质的传质、传热，有效的提高了搅拌效果，确保了酒精发酵罐1中的酒精发酵效果，优选条件下，所述管体底部与水平面的夹角为5-30°，优选为10-20°。

本发明中，第一桨叶20的作用是在搅拌轴10的带动下，将位于罐体中心位置处的物料不断的向下压动，促使物料向下流动，再沿发酵罐的内壁向上流动。为了提高物料在轴向上的流动效果，优选条件下，所述第一桨叶20 的长度沿所述搅拌轴10的高度方向自上而下逐渐降低；进一步优选的，相邻第一桨叶20的长度比为100：90-95。

根据本发明，优选条件下，所述第一桨叶20的倾斜角度沿所述搅拌轴 10的高度方向自上而下逐渐降低，其中，所述倾斜角是指第一桨叶与水平线的夹角α；通过将第一桨叶20倾斜布置，使其在搅动物料时给其一个倾斜向下的力，促使物料沿轴向流动；进一步优选地，为了提高物料在轴向上的流动效果，所述第一桨叶20的倾斜角度由最高位置的倾斜30-40°逐渐过渡至最低位置的倾斜5-15°，所述第一桨叶20由上至下与水平线的夹角依次为α₁、α₂……α_n，且α₁＞α₂……＞α_n，示例性的，当所述第一桨叶20沿所述搅拌轴10的高度方向间隔布置有3个时，其由上至下与水平线的夹角依次为α₁、α₂、α₃，其中α₁可以为35°，α₂可以为20°，α₃可以为10°。

上述优选条件是根据酒精发酵罐1的体积、长径比以及物料的种类进行大量的计算和实验得到的，在上述优选条件下，能够消除第一桨叶20在酒精发酵罐1中任意空间内形成的湍流，达到充分搅拌的效果。

在本发明的一些优选实施方式中，为了降低物料对第一桨叶20尾部的冲击力，所述第一桨叶20的尾端为圆弧形，在上述优选实施方式中，能够在第一桨叶20的端部形成强的向下的力，从而推动酒精的流动。

根据本发明，优选条件下，所述第一桨叶20的宽度由端部至尾部逐渐减小。由于第一桨叶20的尾部回转速度快，端部回转速度小，在上述优选条件下，可以使发酵罐内的物料沿着径向均衡流动，达到搅拌充分的效果。其中，第一桨叶20的端部是靠近所述搅拌轴10的一端，尾部是原理所述搅拌轴10的一端；进一步优选地，所述端部与所述尾部的宽度比为2-3：1。

本发明提供的第一桨叶20能够使用很小的能量，产生轴向涡流，达到搅拌均匀的目的，并通过减少湍流和剪切来达到节能的功效；把可利用的能量最大程度的转化为纯轴向流动，在桨叶上无流动紊乱发生，达到在低速运转的情况下获得较高的流量的目的，提高搅拌效率。

在本发明的一些优选实施方式中，所述搅拌轴10上套设固定有上安装盘11，所述上安装盘11具有一环形安装部12，所述环形安装部12的下侧面具有一环形凹槽121，以及对应该环形凹槽121的下安装盘13；所述第一桨叶20的一端插置在所述环形凹槽121中，并由穿置在上安装盘11与下安装盘13之间的螺栓锁紧固定。具体的，本发明中，所述上安装盘11通过螺栓穿连固定到搅拌轴10的轴身上，利用穿连在下安装盘13与上安装盘11 之间的螺栓将第一桨叶20的一端锁紧固定，不仅具有较好的固定效果，而且，通过调整下安装盘13与上安装盘11之间的安装面，实现第一桨叶20 不同角度的倾斜安装，避免了现有技术中直接对第一桨叶20铸造成型出不同倾角的做法，也即，本发明通过直接安装的方式调整出不同倾斜角度的第一桨叶20，提高了第一桨叶20的自身强度。

在本发明的一些优选实施方式中，所述第一桨叶20与所述环形凹槽121 的槽底之间还设有一环形橡胶垫14。通过该环形橡胶垫14的设置，提高了第一桨叶20固定的可靠性。

在上述优选条件下，能够提高第一桨叶20的稳定性，避免第一桨叶20 断裂，同时也方便现场安装和后期的维护。

根据本发明，优选条件下，所述搅拌轴10的下端经由轴承转动布置在罐体底部的中间位置。在上述优选条件下，提高了搅拌轴10转动的稳定性。

在本发明的一些优选实施方式中，所述搅拌装置还包括第二搅拌桨50，所述第二搅拌桨50包括连接轴54，所述连接轴54可拆卸的安装在所述搅拌轴10的底端；上桨叶51，所述上桨叶51的一端固定在所述搅拌轴10的轴身上，另一端向外延伸；下桨叶52，所述下桨叶52的一端固定在所述搅拌轴10的轴身上，另一端向外延伸，且所述上桨叶51的底面高于所述下桨叶 52的顶面；通过在所述搅拌装置的底端设置第二搅拌桨50，能够增加物料的局部扩散能力，促进搅拌罐内物料的整体循环性能，从而提高混合效率；优选地，所述上桨叶51和所述下桨叶52交替间隔布置。

根据本发明，为了使发酵罐内的物料沿着径向均衡流动，达到搅拌充分的效果，优选条件下，所述上桨叶51和/或所述下桨叶52的宽度由端部至尾部逐渐减小，其中，端部是靠近所述搅拌轴10的一端，尾部是原理所述搅拌轴10的一端。进一步优选地，所述上桨叶51的端部与所述尾部的宽度比为1.5-2：1，所述下桨叶521的端部与所述尾部的宽度比为2.1-2.8：1。

根据本发明，为了提高所述搅拌装置的稳定性，优选条件下，所述发酵罐1的底部设有支撑组件2。

本发明中，所述酒精发酵罐1的上端设有一下料斗3用于下料。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种酒精发酵罐的搅拌装置，用于对酒精发酵罐(1)中的物料搅拌混合，其特征在于，所述搅拌装置包括：

搅拌轴(10)，其竖向布置在所述酒精发酵罐(1)的罐体内；

第一桨叶(20)，其一端固定在所述搅拌轴(10)的轴身上，另一端向外延伸，所述第一桨叶(20)沿所述搅拌轴(10)的高度方向间隔布置有多个；

驱动源(30)，设置在所述酒精发酵罐(1)的上方，所述驱动源(30)与搅拌轴(10)传动连接，用于驱动搅拌轴(10)转动，并带动第一桨叶(20)搅动罐体内的物料；

扰流板(40)，其螺旋布置在所述罐体内壁上，用于将第一桨叶(20)甩动至罐体内壁处的物料向下螺旋式引流；以及，

所述酒精发酵罐(1)的罐体底部具有斜度，用于将所述物料自罐体底部的中间向四周引流。

2.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述第一桨叶(20)的长度沿所述搅拌轴(10)的高度方向自上而下逐渐降低。

3.根据权利要求2所述的搅拌装置，其特征在于，相邻第一桨叶(20)的长度比为100：(90-95)。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的搅拌装置，其特征在于，所述第一桨叶(20)的倾斜角度沿所述搅拌轴(10)的高度方向自上而下逐渐降低。

5.根据权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于，所述第一桨叶(20)的倾斜角度由最高位置的倾斜30-40°逐渐过渡至最低位置的倾斜5-15°。

6.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌轴(10)上套设固定有上安装盘(11)，所述上安装盘(11)具有一环形安装部(12)，所述环形安装部(12)的下侧面具有一环形凹槽(121)，以及对应该环形凹槽(121)的下安装盘(13)；

所述第一桨叶(20)的一端插置在所述环形凹槽(121)中，并由穿置在上安装盘(11)与下安装盘(13)之间的螺栓锁紧固定。

7.根据权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于，所述第一桨叶(20)与所述环形凹槽(121)的槽底之间还设有一环形橡胶垫(14)。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的搅拌装置，其特征在于，所述管体底部与水平面的夹角为5-30°；

优选地，所述搅拌轴(10)的下端经由轴承转动设置在所述罐体底部。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置还包括第二搅拌桨(50)，所述第二搅拌桨(50)包括上桨叶(51)和下桨叶(52)，所述上桨叶(51)的一端固定在所述搅拌轴(10)的轴身上，另一端向外延伸；所述下桨叶(52)的一端固定在所述搅拌轴(10)的轴身上，另一端向外延伸，且所述上桨叶(51)的底面高于所述下桨叶(52)的顶面；

所述上桨叶(51)和所述下桨叶(52)交替间隔布置。

10.根据权利要求9所述的搅拌装置，其特征在于，所述上桨叶(51)和/或所述下桨叶(52)的宽度由端部至尾部逐渐减小。

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