CN201864727U - 新型气升式内环流生物反应器 - Google Patents
新型气升式内环流生物反应器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201864727U CN201864727U CN2010206097898U CN201020609789U CN201864727U CN 201864727 U CN201864727 U CN 201864727U CN 2010206097898 U CN2010206097898 U CN 2010206097898U CN 201020609789 U CN201020609789 U CN 201020609789U CN 201864727 U CN201864727 U CN 201864727U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- loop reactor
- jar
- lift type
- gas lift
- type common
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 24
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 13
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 7
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 7
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000000050 nutritive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 1
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 description 1
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种新型气升式内环流反应器，该反应器具有混合、传质、传热能力高，同时结构简单、运行成本低的特点。本实用新型的新型气升式内环流反应器，主要包括罐体、人孔、导流筒、进料口和卸料口，其罐内导流筒带有2～8段夹套，整个夹套设有2～4组进出口与反应器外控温冷媒或热媒总管相连。
Description
技术领域
本实用新型属于化工设备领域，涉及一种气升式内环流反应器，尤其适用于食品、医药、环保等行业中好气性微生物的生长与代谢。
背景技术
气升式反应器利用压缩气体的喷射动能实现罐内物质的传递和混合，不需要机械搅拌装置，节约投资成本和运行费用，且结构简单，便于制造安装，不易出故障，减少维修费用，特别是避免了机械搅拌反应器因机封密封不严而造成物料外泄至环境的危险。因而，气升式反应器在生物化工行业有广泛的应用前景。
随着生物化工行业反应器单体规模的不断扩大和工艺的不断改进，目前的气升式反应器的不足也逐步显现出来：(1)换热面积不足：生化反应过程对温度有着严格的要求，因此要求反应器有足够的换热面积以保证生化反应过程中热量交换的顺利进行。由于气升式反应器内部的导流筒占据了较大的空间，而且为了不影响反应器内流体流型与宏观混合又不便在内部设立蛇管或列管等换热装置，因此目前气升式反应器大多在罐体外面采用夹套或者外盘管的方式来进行换热。近年来生化反应器单体规模大型化成为技术进步的主要标志之一。气升式反应器大型化后，换热面积不足的问题就显得尤为突出。(2)反应器内气液固三相混合传质不足：例如微生物的生长和代谢产物形成过程对营养物质和供氧有着严格的要求，设备大型化以后，传统的气升式反应器往往难以满足微生物生长代谢对营养物质的传递特别是氧的传递的要求，另外，随着工艺的不断优化，许多产品开始运用连续或半连续的生产工艺，在反应初期，罐内投入少量物料，后期再逐步流加各种营养成分。但由于罐内导流筒的存在，在反应初期罐内物料较少时，气体难以推动物料形成整体的宏观流动，传质混合效果不理想。
发明内容
本实用新型解决了现有技术中存在的问题和不足，提供一种混合、传质、传热能力高，同时结构简单、运行成本低的新型气升式内环流反应器。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型的新型气升式内环流反应器，主要包括罐体、人孔、导流筒、进料口和卸料口，其罐内导流筒带有2～8段夹套，整个夹套设有2～4组进出口与反应器外控温冷媒或热媒总管相连。
本实用新型的新型气升式内环流反应器，其进一步的技术方案是所述的夹套每2～3个之间用半圆管串联起来，形成组。
本实用新型的新型气升式内环流反应器，其进一步的技术方案还可是所述的罐体外壁设有20～60圈异型管绕带，每10～15圈异型管绕带设1组进出口与控温冷媒或热媒总管相连，它与罐内导流筒上的夹套共同构成了整个气升式内环流反应器的换热装置。
本实用新型的新型气升式内环流反应器，其进一步的技术方案还可以是所述的罐体和导流筒之间设有1～3组高效气液混合强化器，并与罐外的进气总管相连，高效气液混合强化器作为一整套气体分布装置与罐外的进气总管相连；再进一步的技术方案是所述的气液混合强化器主要由15～50个变型文丘里式射流混合器组成，并与罐内的进气环管相连，文丘里式射流混合器则是一个单一的零件与高效气液混合器中的进气环管相连。
本实用新型的新型气升式内环流反应器，其进一步的技术方案还可以是所述的罐内顶部装有1～2个旋转洗罐器，并与罐外的洗涤液管道相连，在发酵结束后可以利用在位清洗系统(CIP)对罐内进行清洗。
本实用新型的新型气升式内环流反应器，其进一步的技术方案还可以是所述的罐内导流筒上开有窗口并传动装置相连，通过罐外的传动装置可以控制导流筒上窗口的启闭和大小。
本实用新型的工作过程和原理如下：
当气相和反应液的混合流体进入罐体和导流筒之间的环隙后，由于混合流体的密度较小，再加上气体的动能，使得流体向上运动。当到达导流筒上端(或导流筒上的窗户)时，由于截面积突然增大，部分气液发生分离，气相继续向上流动，而反应液夹带部分气相由导流筒内向下流动。由于环隙和导流筒内的流体具有一定的密度差，因此流体在环隙和导流筒之间形成循环流动，在流动过程中气液固相进行物质与热量的传递，完成反应过程。
在反应初期罐内物料较少时，需要打开导流筒上的窗口。罐外的减速电机通过罐内的传动轴带动提升杆缓慢上升，悬挂在提升杆上的门板也随之缓慢上升，窗口被打开。在反应中后期罐内液位已经超过导流筒顶端时，需要关闭导流筒上的窗口。罐外的减速电机通过罐内的传动轴带动提升杆缓慢下降，悬挂在提升杆上的门板也随之缓慢下降，窗口即被关闭。
本实用新型与现有技术相比，有以下明显优点和进步：
1)罐体外壁设有的异型管绕带，一方面作为换热装置与罐内反应液进行热量交换；另一方面增强了罐体强度，从而在加工制造时可以降低罐壁厚度，节约成本；罐内带多段夹套的导流筒与罐体外壁的异型管绕带共同构成了新型气升式内环流反应器的换热装置，解决了气升式反应器大型化后换热面积不足的问题。
2)本实用新型根据反应器结构可灵活采用一组、两组或多组气液混合强化器，增大了液体循环速度，增强了气液混合效果，增大了气液接触比表面积，提高了气相在反应液中的体积传质系数，能够满足大型多相流反应器的相间混合传质要求。
3)在导流筒上开设可自动开关的窗口，引导罐内物料的流动，解决了流加补料工艺反应初期罐内物料较少，物料难以形成整体宏观流动、混合传质差的问题。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为变形文丘里式射流混合器结构示意图。
图3为导流筒窗口控制系统总成。
图1中：1.裙座，2.底层高效气液混合强化器，3.下封头，4.下人孔，5.罐体，6.上层高效气液混合强化器，7.变形文丘里式射流混合器，8.异型管绕带，9.爬梯，10.上人孔，11.旋转洗罐器，12.上封头，13.导流筒窗口控制系统总成，14.导流筒，15.夹套，16.可自动开关的窗户，17.循环水进出口，18.出料管。
图2中：19.进气管，20.混合室，21.收缩段，22.进液管，23.喷嘴，24.扩散段，25，导流尾管。
图3中：26.提升杆，27.上层门板，28.下层门板，29.机封，30.减速电机，31.传动轴，32.小齿轮
具体实施方式
实施例1：
如图1和图2所示，新型气升式内环流反应器，公称容积为160m3，罐体直径Φ4000mm，筒体高12000mm，壁厚8mm，罐体外壁设有40圈异型管绕带，每10圈异型管绕带设1组进出口与控温冷媒或热媒总管相连。罐体和导流筒之间设有一组气液混合强化器，位于罐底中央并与罐外的进气总管相连，该气液混合强化器主要由30个变型文丘里式射流混合器组成，并与罐内的进气环管相连。罐内导流筒上开设两层可自动开关的窗户。用于酵母发酵，装液系数55～65％，通气比0.4～0.7vvm，培养温度28～30℃，pH4.2～4.8，发酵周期10～12小时，酵母浓度达到25～35亿/ml。
实施例2：
如图1和图2所示，新型气升式内环流反应器，公称容积为600m3，罐体直径Φ6000mm，筒体高15000mm，壁厚10mm，罐体外壁设有75圈异型管绕带，每15圈异型管绕带设1组进出口与控温冷媒或热媒总管相连。罐内导流筒上开设两层可自动开关的窗口，罐体和导流筒之间设有两组气液混合强化器，一组位于罐底中央，另一组位于导流筒上层窗户上方。每个气液混合强化器主要由45个变型文丘里式射流混合器组成，并与罐内的进气环管相连。用于维生素C生产第二步发酵，发酵周期67.3小时，产酸量94.29mg/ml，收率92.51％，温度控制情况良好。
实施例3：
如图1和图2所示，新型气升式内环流反应器，公称容积为25m3，罐体直径Φ2000mm，筒体高6500mm，壁厚6mm，罐体外壁设有20圈异型管绕带，每10圈异型管绕带设1组进出口与控温冷媒或热媒总管相连。罐体和导流筒之间设有一组气液混合强化器，位于罐底中央并与罐外的进气总管相连，该气液混合强化器主要由15个变型文丘里式射流混合器组成，并与罐内的进气环管相连。。罐内导流筒上开设两层可自动开关的窗户。用于细菌纤维素发酵，培养温度30～32℃，pH6.5，发酵周期60～72小时，细菌纤维素含量达到6.5～7.2g/L左右。
Claims (7)
1.一种新型气升式内环流反应器，主要包括罐体、人孔、导流筒、进料口和卸料口，其特征在于所述的罐内导流筒带有2～8段夹套，整个夹套设有2～4组进出口与反应器外控温冷媒或热媒总管相连。
2.根据权利要求1所述的新型气升式内环流反应器，其特征在于所述的夹套每2～3段之间用半圆管串联起来，形成组。
3.根据权利要求1所述的新型气升式内环流反应器，其特征在于所述的罐体外壁设有20～60圈异型管绕带，每10～15圈异型管绕带设1组进出口与控温冷媒或热媒总管相连。
4.根据权利要求1所述的新型气升式内环流反应器，其特征在于所述的罐体和导流筒之间设有1～3组高效气液混合强化器，并与罐外的进气总管相连。
5.根据权利要求4所述的新型气升式内环流反应器，其特征在于所述的气液混合强化器主要由15～50个变型文丘里式射流混合器组成，并与罐内的进气环管相连。
6.根据权利要求1所述的新型气升式内环流反应器，其特征在于所述的罐内顶部装有1～2个旋转洗罐器，并与罐外的洗涤液管道相连。
7.根据权利要求1所述的新型气升式内环流反应器，其特征在于所述的罐内导流筒上开有窗口并与传动装置相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010206097898U CN201864727U (zh) | 2010-11-17 | 2010-11-17 | 新型气升式内环流生物反应器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010206097898U CN201864727U (zh) | 2010-11-17 | 2010-11-17 | 新型气升式内环流生物反应器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201864727U true CN201864727U (zh) | 2011-06-15 |
Family
ID=44135888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010206097898U Expired - Fee Related CN201864727U (zh) | 2010-11-17 | 2010-11-17 | 新型气升式内环流生物反应器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201864727U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102517199A (zh) * | 2011-11-17 | 2012-06-27 | 西安建筑科技大学 | 一种多循环搅拌蛋形厌氧发酵系统 |
| CN102976370A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-03-20 | 中盐制盐工程技术研究院 | 一种重镁水连续热解装置 |
| CN103614293A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-03-05 | 南京汇科生物工程设备有限公司 | 用于高密度酵母连续发酵的气升式内环流反应器及酵母连续发酵方法 |
| CN107015544A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-08-04 | 山东纳美德生物科技有限公司 | 一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线及方法 |
| CN107847883A (zh) * | 2015-07-09 | 2018-03-27 | 艾里尔科技创新有限公司 | 用于执行反应的方法和装置 |
-
2010
- 2010-11-17 CN CN2010206097898U patent/CN201864727U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102517199A (zh) * | 2011-11-17 | 2012-06-27 | 西安建筑科技大学 | 一种多循环搅拌蛋形厌氧发酵系统 |
| CN102517199B (zh) * | 2011-11-17 | 2013-02-06 | 西安建筑科技大学 | 一种多循环搅拌蛋形厌氧发酵系统 |
| CN102976370A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-03-20 | 中盐制盐工程技术研究院 | 一种重镁水连续热解装置 |
| CN103614293A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-03-05 | 南京汇科生物工程设备有限公司 | 用于高密度酵母连续发酵的气升式内环流反应器及酵母连续发酵方法 |
| CN103614293B (zh) * | 2013-11-22 | 2015-08-12 | 南京汇科生物工程设备有限公司 | 用于高密度酵母连续发酵的气升式内环流反应器及酵母连续发酵方法 |
| CN107847883A (zh) * | 2015-07-09 | 2018-03-27 | 艾里尔科技创新有限公司 | 用于执行反应的方法和装置 |
| US10745305B2 (en) | 2015-07-09 | 2020-08-18 | Ariel Scientific Innovations Ltd. | Methods and devices for performing reactions |
| CN107847883B (zh) * | 2015-07-09 | 2021-04-09 | 艾里尔科技创新有限公司 | 用于执行反应的方法和装置 |
| CN107015544A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-08-04 | 山东纳美德生物科技有限公司 | 一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线及方法 |
| CN107015544B (zh) * | 2017-05-26 | 2018-01-09 | 山东纳美德生物科技有限公司 | 一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201864727U (zh) | 新型气升式内环流生物反应器 | |
| CN202107697U (zh) | 一种旋流气升式发酵罐 | |
| CN102796650B (zh) | 一种旋流气升式发酵罐 | |
| CN203700349U (zh) | 一种生物发酵设备 | |
| CN202925026U (zh) | 好氧微生物发酵装置 | |
| CN102641712A (zh) | 一种用于甲氨基阿维菌素苯甲酸盐生产的新型反应釜 | |
| CN201834919U (zh) | 一种卧式搅拌生物反应器 | |
| CN201330250Y (zh) | 气升式循环复合发酵反应器 | |
| CN205347389U (zh) | 一种新型的酵素菌发酵装置 | |
| CN101244996B (zh) | 一种合成萘二甲酸用的立式鼓泡氧化反应装置 | |
| CN205586993U (zh) | 一种用于甲苯液相空气氧化反应的装置 | |
| CN2078322U (zh) | 高粘度发酵气升式生物反应器 | |
| CN2102931U (zh) | 气升双环流发酵反应器 | |
| CN100424004C (zh) | 二氧化氯发生器 | |
| CN203855584U (zh) | 一种γ-聚谷氨酸浮床式反应器 | |
| CN210127232U (zh) | 一种导热式沼气厌氧发酵系统 | |
| CN207435431U (zh) | 一种生产酮戊二酸的化工设备 | |
| CN212833749U (zh) | 一种循环多管进料的气升式发酵罐 | |
| CN202387465U (zh) | 大型己二酸反应器 | |
| CN208583337U (zh) | 一种具有控温结构的反应器 | |
| CN206965585U (zh) | 一种医学生物化学用加热搅拌装置 | |
| CN201006863Y (zh) | 一种合成萘二甲酸用的立式鼓泡氧化反应装置 | |
| CN2813623Y (zh) | 多管外环流反应器 | |
| CN219907603U (zh) | 一种氨基酸高效供氧发酵装置 | |
| CN211688989U (zh) | 一种污水微生物菌种培养装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110615 Termination date: 20141117 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |