CN201283235Y - 一种模块式高效无功耗消泡器 - Google Patents

一种模块式高效无功耗消泡器 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种模块式高效无功耗消泡器，其特征在于：消泡器是设置进出口和排液管的闭合环状管道，环状管道内进出口之间设置有多级消泡模块，消泡器的进出口串联在发酵罐体内或外的尾气排放管上。本实用新型的技术进步效果表现在：1.充分利用发酵罐尾气的余压与外界大气的压差，推动泡沫在通过模块式高效无功耗消泡器的各个消泡模块过程中破碎，无须额外消耗动力。2.消泡不彻底的泡沫会重复进入高效无功耗消泡器再次破碎，从而使得排气管所排出的气体中的含液量很低。3.消泡模块结构简单，阻力小，碎沫及气液分离效率高，不易阻塞。4.模块式的组合、拆装及清理极为便利。

Description

一种模块式高效无功耗消泡器
技术领域
本发明涉及一种机械消泡器，特别涉及一种模块式高效无功耗消泡器，属气液分离装置领域。
背景技术
在好氧发酵过程中，不可避免的会产生大量泡沫，过量的泡沫会对发酵过程带来发酵罐装料系数下降、逃液、污染杂菌等负面影响。所以，如何有效的控制发酵过程中的泡沫，是发酵行业优化工艺控制的重要任务之一，当前较为通用的消泡方式有化学消泡、机械消泡、化学与机械消泡合并消泡等。因化学消泡成本较高，同时会影响发酵液的气液传递，所以机械消泡无论单独使用或与化学消泡合并使用，都被作为一种重要的消泡手段。
当前较为常用的机械消泡器包括在搅拌轴上部安装机械消泡桨或在发酵罐上部出风口处安装旋转的碟片或转子等多种形式，其共同点都是需要消耗一定的动力，用于驱动消泡桨、消泡转子或碟片高速旋转，靠机械力对泡沫进行破碎。
发明内容
本实用新型的目的在于克服已有技术中的不足，提供一种不会额外消耗动力的模块式高效无功耗消泡器。
解决上述技术问题的技术方案是：这种模块式高效无功耗消泡器，其特征在于：消泡器是设置进出口和排液管的闭合环状管道，环状管道内进出口之间设置有多级消泡模块，消泡器的进出口串联在反应罐体内或外的尾气排放管上。
所述的模块式高效无功耗消泡器，所述消泡器的闭合环状管道是由直管与弯头通过法兰组合连接构成。
所述的模块式高效无功耗消泡器，所述的消泡模块是与直管同轴固定的分流锥和分流锥上设置的旋流片。
所述的模块式高效无功耗消泡器，所述消泡器的进出口是设置于直管侧壁并且延伸到直管内部的弯管。
所述的模块式高效无功耗消泡器，所述消泡器的进口(泡沫进口)弯管延伸至第一级消泡模块(a)的上游，消泡器的出口(排气口)弯管延伸至第末级消泡模块的下游。
所述的模块式高效无功耗消泡器，所述消泡模块的分流锥通过支撑架支撑在消泡器直管内壁。
所述的模块式高效无功耗消泡器，所述的旋流片是与分流锥轴线成5-85度角的旋流板片或连续螺旋片。
所述的模块式高效无功耗消泡器，所述的旋流片占消泡器直管轴向长度的1/10-9/10。
所述的模块式高效无功耗消泡器，所述的排液管设置于消泡器安装位置的最低点。
本实用新型的技术进步效果表现在：
1、充分利用发酵罐尾气的余压与外界大气的压差，推动泡沫在通过模块式高效无功耗消泡器的各个消泡模块过程中破碎，无须额外消耗动力。
2、消泡器不彻底的泡沫会重复进入高效无功耗消泡器再次破碎，从而使得排气管所排出的气体中的含液量很低。
3、消泡模块结构简单，阻力小，碎沫及气液分离效率高，不易阻塞。
4、模块式的组合、拆装及清理极为便利。
附图说明
图1本实用新的型结构示意图；
图2是图1中A部分的局部放大图；
图3为图2的左视图；
图4本实用新型安装在发酵罐内的形式；
图5是图4中B—B剖面图；
图6本实用新型安装在发酵罐外的一种形式；
图7本实用新型安装在发酵罐外的另一种形式；
图8本实用新型碎泡元件的形式之一；
图9本实用新型碎泡元件的形式之二。
图中：
1、消泡器进口(泡沫进口)  2、直管  3、弯头  4、碎泡元件  5、排液管  6、法兰  7、尾气排放管  8、消泡器出口(排气口)  9、12、支撑架  10、分流锥  11、13、旋流片14、发酵罐体  15、固定支架  16、搅拌轴  17、搅拌叶片a、第一级消泡模块  b、第二级消泡模块  c、第三级消泡模块d、第四级消泡模块
具体实施方式
图1为本实用新型模块式高效无功耗消泡器一种结构形式示意图，由四个消泡模块a、b、c、d通过弯头3首尾相连构成闭合环状管道，消泡器设置进出口1、8和排液管5，消泡器的进出口串联在发酵罐体14内或外的尾气排放管7上，排液管5设置于消泡器安装位置的最低点。
本实用新型给出的具体实施例之一如图1所示：消泡器的进出口是设置于直管侧壁并且延伸到直管内部的弯管。消泡器进口(泡沫进口)1弯管延伸至第一级消泡模块a的上游，消泡器的出口(排气口)8弯管延伸至第末级消泡模块d的下游。
本实用新型设计的消泡模块包括直管2和与直管同轴固定的分流锥10，分流锥上设置的旋流片11或13，旋流片是与分流锥轴线成5-85度角的旋流板片13或连续螺旋片11，消泡模块的分流锥10通过支撑架9、12支撑在消泡器直管2内壁，旋流片占消泡器直管轴向长度的1/10-9/10，如图8、图9所示。
图4、5、6、7为本实用新型以不同方式安装在反应罐内或外的示意图，其中，图4、5为本实用新型内置消泡器的安装位置示意图，模块式高效无功耗消泡器由四级水平设置的消泡模块通过弯头首尾连接闭合而成，通过固定支架15固定在发酵罐内部上封头上，开在第一级消泡模块上的消泡器进口(泡沫进口)1与发酵罐内环境相通，从第四级消泡模块引出的消泡器出口(排气口)8连接发酵罐的尾气排放管7。工作原理是：在发酵过程中，为保持良好的无菌状态和较高的氧的溶解度，一般都维持发酵液面以上0.5-1Kgf/cm2左右的正压，此压力即为尾气在排出发酵罐前的压力。在此压力的推动下，发酵液面以上的尾气携带大量泡沫从消泡器进口(泡沫进口)进入模块式高效无功耗消泡器的第一级消泡模块，因第一级消泡模块入口端与第四级消泡模块的出口端首尾相连，进入第一消泡模块的发酵尾气会携带来自第四级消泡模块末端环隙内的含液量较多的未排出气体共同向后快速流动，在消泡模块入口处分流锥的分流作用下，进入分流锥与壳体内壁之间的环形通道，受环形通道内若干旋流片11、或13的作用，在不断的破碎泡沫的同时形成强烈的旋流向后流动，气流在不断的旋转过程中被破碎的泡沫还原为发酵液，向消泡器最底处汇集，并由排液管5返回发酵罐14。从第一级消泡模块内出来的仍夹带有部分泡沫的气体，依次进入第二、三消级泡模块，进一步的破碎泡沫并还原为发酵液排出，之后进入第四级消泡模块，并随着第四级消泡模块分流锥10管外缠绕的一定螺距的连续螺旋片13高速旋转，在离心力的作用下，在第四级消泡模块下游形成中心区域的高纯气体区，和远中心区域的较高含液量气体区，其中远中心区域的较高含液量气体通过第四级消泡模块的环隙进入第一级消泡模块进行循环碎沫，中心区域的高纯气体通过消泡器出口(排气口)8与反应罐上的尾气排放管7连接排出罐外，被还原、回收的发酵液从排液管5返回发酵罐内。
图6为本实用新型外置消泡器的安装位置示意图，模块式高效无功耗消泡器由四级水平设置的消泡模块通过弯头首尾连接闭合而成，通过固定支架15固定在发酵罐外部上封头上，尾气排放管7开在发酵罐上封头上并插入罐内一定长度，尾气排放管罐外端直接接入第一消泡模块上游的消泡器进口(泡沫进口)1，进入模块式高效无功耗消泡器进行碎泡，处理后的气体从第四级消泡模块下游的消泡器出口(排气口)8直接排空，被还原、回收的发酵液从排液管5返回发酵罐内。
图7为本实用新型另一种外置消泡器的安装位置示意图，模块式高效无功耗消泡器由两级竖直设置的消泡模块通过弯头首尾连接闭合而成，模块式高效无功耗消泡器的壳体通过固定支架15固定在发酵罐外部上封头上，尾气排放管7开在发酵罐上封头上并插入罐内一定长度，尾气排放管罐外端直接接入第一消泡模块上游的消泡器进口(泡沫进口)1，进入模块式高效无功耗消泡器进行碎泡，处理后的气体从第四级消泡模块下游的消泡器出口(排气口)8直接排空，被还原、回收的发酵液从排液管5返回发酵罐内。
上述关于模块式高效无功耗消泡器的描述仅作为本实用新型结构及应用方式几种技术方案提出，不作为对其结构的单一限制条件。

Claims (9)

1、一种模块式高效无功耗消泡器，其特征在于：消泡器是设置进出口(1、8)和排液管(5)的闭合环状管道，环状管道内进出口之间设置有多级消泡模块，消泡器的进出口串联在发酵罐体(14)内或外的尾气排放管(7)上。
2、根据权利要求1所述的模块式高效无功耗消泡器，其特征在于：所述消泡器的闭合环状管道是由直管(2)与弯头(3)通过法兰组合连接构成。
3、根据权利要求2所述的模块式高效无功耗消泡器，其特征在于：所述的消泡模块是与直管同轴固定的分流锥(10)和分流锥上设置的旋流片(11、13)。
4、根据权利要求1所述的模块式高效无功耗消泡器，其特征在于：所述消泡器的进出口(1、8)是设置于直管侧壁并且延伸到直管内部的弯管。
5、根据权利要求4所述的模块式高效无功耗消泡器，其特征在于：所述消泡器的进口(1)弯管延伸至第一级消泡模块(a)的上游，消泡器的出口(8)弯管延伸至第末级消泡模块(d)的下游。
6、根据权利要求3所述的模块式高效无功耗消泡器，其特征在于：所述消泡模块的分流锥(10)通过支撑架(9、12)支撑在消泡器直管(2)内壁。
7、根据权利要求3所述的模块式高效无功耗消泡器，其特征在于：所述的旋流片是与分流锥轴线成5-85度角的旋流板片(13)或连续螺旋片(11)。
8、根据权利要求3所述的模块式高效无功耗消泡器，其特征在于：所述的旋流片占消泡器直管轴向长度的1/10-9/10。
9、根据权利要求1所述的模块式高效无功耗消泡器，其特征在于：所述的排液管(5)设置于消泡器安装位置的最低点。
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