CN203741328U - 一种大型培养罐 - Google Patents

Abstract

一种大型培养罐，包括罐体和搅拌装置；罐体顶部焊接有机座，机座具有腔体，其特征是：所述机座上设有至少一个排污管，排污管与机座的腔体连通，排污管上设有排污开关阀；罐体中设有多个热交换管，热交换管两端均伸出至罐体外，热交换管一端设有载热介质入口、另一端设有载热介质出口；罐体上设有空气管。本实用新型在海洋微藻的培养过程中，通过排污管将机座的腔体与外界连通，机座内部保持常压，同时罐体内部保持正压，当罐体顶部与搅拌轴相互配合的部位出现间隙时，罐体内部的气体流向机座内部后从排污管排出到外界，而机座内部的气体则不会流入罐体内部，从而使罐体内部保持卫生洁净，避免海洋微藻培养物受污染。

Description

一种大型培养罐

技术领域

本实用新型涉及生物培养装置，具体涉及一种用于海洋微藻培养的大型培养罐。

背景技术

从海洋微藻中提取而成的微藻DHA，容易吸收，非常适宜孕妇、哺乳期妈妈及婴幼儿食用，有利于胎儿及婴幼儿大脑和视觉系统的正常发育。工业化生产微藻DHA，通常采用培养罐培养海洋微藻，在海洋微藻培养的最后阶段一般采用大型培养罐。

现有的大型培养罐包括罐体和搅拌装置；罐体顶部设有进料口，罐体底部设有出料口，罐体的外侧设有夹套，夹套与罐体之间形成夹层空间，夹套上设有与夹层空间连通的载热介质入口和载热介质出口；搅拌装置包括电动机、传动带、联轴器、搅拌轴和搅拌器，传动带包括主动带轮、皮带和从动带轮，电动机固定安装在罐体顶部并且其动力输出轴朝上，主动带轮固定安装在电动机的动力输出轴上，罐体顶部焊接有机座，机座具有腔体（机座通常包括焊接在罐体顶部的环形侧壁以及焊接在环形侧壁上端的支撑板，支撑板通常为平板，环形侧壁与支撑板共同围成机座的腔体），机座上设有从动带轮支架，从动带轮通过从动带轮轴可转动安装在从动带轮支架上，主动带轮通过皮带连接从动带轮，搅拌轴可转动设于罐体中，搅拌器安装在搅拌轴上，搅拌轴上端伸出罐体顶部并且通过联轴器与从动带轮轴连接（搅拌轴上端通常伸出至支撑板上方）。上述搅拌器采用搅拌浆或搅拌叶片。当电动机的动力输出轴驱动搅拌轴旋转时，搅拌器转动并搅动罐体中的海洋微藻，能够提高发酵液的含氧量，促进海洋微藻的繁殖。在海洋微藻培养的不同阶段，可根据需要通过载热介质入口向夹层空间通入蒸汽、热水或冷冻水等。

上述大型培养罐中，在罐体顶部与搅拌轴对应的位置需要设置通孔，该通孔的内壁与搅拌轴之间设有机械密封，该机械密封主要包括动环（即旋转环）和静环（即静止环），其中静环设于罐体上，动环设于搅拌轴上，动环与静环之间一般以无油干摩擦方式配合。然而，经长期运行后，由于密封环打开、过热、超差、磨损等原因，容易导致密封失效，在上述通孔内壁与搅拌轴相互配合的部位不可避免地存在间隙，而由于机座的腔体长期处于封闭状态，其内部容易滋生细菌，这些细菌会通过上述间隙进入罐体内部，污染罐体内部的海洋微藻培养物，影响产品品质。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种大型培养罐，这种大型培养罐在海洋微藻的培养过程中，罐体内部能够保持卫生洁净，避免海洋微藻培养物受污染。采用的技术方案如下：

一种大型培养罐，包括罐体和搅拌装置；罐体顶部设有进料口，罐体底部设有出料口；搅拌装置包括电动机、传动带、联轴器、搅拌轴和搅拌器，传动带包括主动带轮、皮带和从动带轮，电动机固定安装在罐体顶部并且其动力输出轴朝上，主动带轮固定安装在电动机的动力输出轴上，罐体顶部焊接有机座，机座具有腔体，机座上设有从动带轮支架，从动带轮通过从动带轮轴可转动安装在从动带轮支架上，主动带轮通过皮带连接从动带轮，搅拌轴可转动设于罐体中，搅拌器安装在搅拌轴上，搅拌轴上端伸出罐体顶部并且通过联轴器与从动带轮轴连接，其特征是：所述机座上设有至少一个排污管，排污管与机座的腔体连通，排污管上设有排污开关阀；罐体中设有多个热交换管，热交换管两端均伸出至罐体外，热交换管一端设有载热介质入口、另一端设有载热介质出口；罐体上设有空气管，空气管的进气口处在罐体外，空气管的出气口处在罐体中。

上述大型培养罐中，在罐体顶部与搅拌轴对应的位置设置有通孔，该通孔的内壁与搅拌轴之间设有机械密封，该机械密封主要包括动环（即旋转环）和静环（即静止环），其中静环设于罐体上，动环设于搅拌轴上，动环与静环之间通常以无油干摩擦方式配合。在海洋微藻的培养过程中，开启排污开关阀，使机座的腔体与外界连通，机座内部保持常压，同时罐体内部保持正压，使得罐体内部的气压始终大于机座内部的气压，这样，当罐体顶部与搅拌轴相互配合的部位出现间隙时，罐体内部的气体流向机座内部，随后从排污管排出到外界，而机座内部的气体则不会流入罐体内部，从而减少或清除机座内部的细菌，并防止细菌从机座内部进入罐体内部，使罐体内部保持卫生洁净，避免海洋微藻培养物受污染。

通过空气管，能够向罐体内部输送洁净空气，以提供海洋微藻所需的氧气。在海洋微藻培养的不同阶段，可根据工艺流程的需要，通过载热介质入口向热交换管通入蒸汽、冷冻水（冷冻水温度一般在10℃左右）或循环水（循环水通常采用常温水）。在向罐体中加入物料（该物料为经过上一级培养得到的海洋微藻培养物）之前，需要对罐体内部进行灭菌，此时可向热交换管中通入蒸汽，并对罐体内部进行高温辐射灭菌，随后蒸汽经载热介质出口排出。灭菌之后，需要使罐体内部迅速降温，方可加入海洋微藻种子或海洋微藻培养物，此时可向热交换管中通入冷冻水，并对罐体内部进行快速冷却，吸热升温后的冷冻水经载热介质出口流出。加入物料（即经过上一级培养得到的海洋微藻培养物）之后，在发酵培养过程中，需要使罐体中的物料保持在一定的温度范围内，使海洋微藻在适宜的温度下繁殖，此时可向热交换管中通入一定温度的水，热交换管中的水与罐体中的物料进行热交换（通常是吸收发酵过程中产生的热量，使物料降温）后，从载热介质出口流出。另外，在通入蒸汽进行灭菌之前，需要清除热交换管内部的积水，此时可向热交换管中通入含油压缩空气，吹去热交换管内部的积水，随后经载热介质出口排出。

上述搅拌器运转时，搅动罐体中的物料，物料与热交换管接触时与载热介质进行热交换，可提高热交换效率。

一种具体方案中，上述机座包括焊接在罐体顶部的环形侧壁以及焊接在环形侧壁上端的支撑板，环形侧壁与支撑板共同围成机座的腔体。上述支撑板通常为平板。上述搅拌轴上端通常伸出至支撑板上方，在支撑板与搅拌轴对应的位置设置有第二通孔，该第二通孔的内壁与搅拌轴之间设有机械密封。

上述排污管可设有一个或多个。当排污管设有多个时，优选这多个排污管在机座的周向上均布。

优选方案中，上述搅拌轴上设有多个消泡桨，消泡桨设于搅拌器上方；罐体中设有搅拌轴定位架，搅拌轴定位架包括定位套筒和多个牵拉杆，牵拉杆一端连接定位套筒、另一端连接罐体侧壁，搅拌轴处于定位套筒中。通过搅拌轴定位架对搅拌轴进行定位，能够使搅拌轴始终处于准确位置，可减小搅拌轴的摆动、窜动并避免搅拌轴扭曲变形。通过设置消泡桨，消泡桨与搅拌器一起绕搅拌轴旋转，能够及时消除搅拌时产生的泡沫。

优选方案中，上述消泡桨包括横向连接杆和多个消泡杆，横向连接杆一端与搅拌轴连接，消泡杆上端与横向连接杆连接。上述由横向连接杆和多个消泡杆组成的消泡桨呈梳状，其中消泡杆能够将泡沫驱散或破坏，从而起到消除泡沫的作用。通常，上述横向连接杆与搅拌轴相垂直，消泡杆与搅拌轴相平行。优选方案中，上述多个消泡桨在搅拌轴的周向上均布。消泡桨的数量优选为两个、三个或四个。

优选方案中，上述牵拉杆设有三个，这三个牵拉杆在搅拌轴的周向上均布（即相邻两个牵拉杆之间的夹角为120°）。

优选上述牵拉杆长度可调。通过调节各牵拉杆的长度，可调节定位套筒的中心位置，从而校正搅拌轴的位置。一具体方案中，上述牵拉杆包括第一杆体、第二杆体和连接筒，连接筒具有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部设有左旋内螺纹，所述第二连接部设有右旋内螺纹，第一杆体一端连接定位套筒、另一端通过外螺纹连接所述第一连接部，第二杆体一端通过外螺纹连接所述第二连接部、另一端连接罐体侧壁；通过转动连接筒，可改变第一杆体和第二杆体旋入连接筒部分的长度，从而调节牵拉杆的总长度。

优选方案中，上述热交换管设有三个，这三个热交换管在搅拌轴的周向上均布。上述热交换管通常采用不锈钢（如304不锈钢）制成。优选上述热交换管为盘管。

上述搅拌器可采用搅拌浆或搅拌叶片。上述搅拌轴可通过轴承与定位套筒连接。

优选方案中，上述空气管的出气口处于罐体腔体的底部。空气管的出气口通常处在搅拌器下方。

优选方案中，上述罐体上还安装有取样管，取样管一端处于罐体的腔体中、另一端处于罐体外。通过取样管可对罐体中的物料进行取样，以便监测海洋微藻的培养情况。

为了便于培养罐的维护和检修，优选上述罐体顶部设有检修进出口，罐体中设有梯子，梯子固定在罐体侧壁上并且处于检修进出口正下方，检修进出口上安装有检修进出口封盖。

为了便于观察培养罐内部的情况，优选上述罐体顶部设有视镜和观视灯。

上述罐体内可设有吨位标尺，以便控制物料加入量。

本实用新型在海洋微藻的培养过程中，开启排污开关阀后，通过排污管将机座的腔体与外界连通，机座内部保持常压，同时罐体内部保持正压，使得罐体内部的气压始终大于机座内部的气压，这样，当罐体顶部与搅拌轴相互配合的部位出现间隙时，罐体内部的气体流向机座内部后从排污管排出到外界，而机座内部的气体则不会流入罐体内部，从而减少或清除机座内部的细菌，并防止细菌从机座内部进入罐体内部，使罐体内部保持卫生洁净，避免海洋微藻培养物受污染，确保产品具有优良的品质。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的局部（上部）结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例另一局部结构示意图（罐体及其内部）；

图3是图2的俯视图；

图4是图2中牵拉杆的结构示意图。

具体实施方式

如图1－图3所示，这种大型培养罐包括罐体1和搅拌装置；罐体1顶部设有进料口2，罐体1底部设有出料口3；搅拌装置包括电动机4、传动带、联轴器6、搅拌轴7和搅拌器8，传动带包括主动带轮9、皮带10和从动带轮11，电动机4固定安装在罐体1顶部并且其动力输出轴5朝上，主动带轮9固定安装在电动机4的动力输出轴5上，罐体1顶部焊接有机座12，机座12具有腔体，机座12上设有从动带轮支架13，从动带轮11通过从动带轮轴14可转动安装在从动带轮支架13上，主动带轮9通过皮带连10接从动带轮11，搅拌轴7可转动设于罐体1中，搅拌器8安装在搅拌轴7上，搅拌轴7上端伸出罐体1顶部并且通过联轴器6与从动带轮轴14连接；机座12上设有排污管15（排污管15可设有一个或多个；当排污管15设有多个时，这多个排污管15在机座12的周向上均布），排污管15与机座12的腔体连通，排污管15上设有排污开关阀16；罐体1中设有三个热交换管17，热交换管17两端均伸出至罐体1外，热交换管17一端设有载热介质入口171、另一端设有载热介质出口172；罐体1上设有空气管18，空气管18的进气口181处在罐体1外，空气管18的出气口182处在罐体1中。

上述大型培养罐中，在罐体1顶部与搅拌轴7对应的位置设置有通孔，该通孔的内壁与搅拌轴7之间设有机械密封，该机械密封主要包括动环（即旋转环）和静环（即静止环），其中静环设于罐体上，动环设于搅拌轴上，动环与静环之间以无油干摩擦方式配合。

本实施例中，机座12包括焊接在罐体1顶部的环形侧壁121以及焊接在环形侧壁121上端的支撑板122，环形侧壁121与支撑板122共同围成机座12的腔体。支撑板122为平板。搅拌轴7上端伸出至支撑板122上方，在支撑板122与搅拌轴7对应的位置设置有第二通孔，该第二通孔的内壁与搅拌轴7之间设有机械密封。

搅拌轴7上设有两个消泡桨19，消泡桨19设于搅拌器8上方。上述两个消泡桨19在搅拌轴7的周向上均布。消泡桨19包括横向连接杆191和多个消泡杆192，横向连接杆191与搅拌轴7相垂直，横向连接杆191一端与搅拌轴7连接，消泡杆192上端与横向连接杆191连接，消泡杆192与搅拌轴7相平行。

罐体1中设有搅拌轴定位架20，搅拌轴定位架20包括定位套筒201和三个牵拉杆202，牵拉杆202一端连接定位套筒201、另一端连接罐体1侧壁，搅拌轴7处于定位套筒201中（搅拌轴7可通过轴承与定位套筒201连接）。通过搅拌轴定位架20对搅拌轴7进行定位，能够使搅拌轴7始终处于准确位置，可减小搅拌轴7的摆动、窜动并避免搅拌轴7扭曲变形。

上述三个牵拉杆202在搅拌轴7的周向上均布（即相邻两个牵拉杆202之间的夹角为120°）。牵拉杆202长度可调，参考图4，具体设计时，牵拉杆202可包括第一杆体2021、第二杆体2022和连接筒2023，连接筒2023具有第一连接部20231和第二连接部20232，其中第一连接部20231设有左旋内螺纹，第二连接部20232设有右旋内螺纹，第一杆体2021一端连接定位套筒201、另一端通过外螺纹连接所述第一连接部20231，第二杆体2022一端通过外螺纹连接所述第二连接部20232、另一端连接罐体1侧壁；通过转动连接筒2023，可改变第一杆体2021和第二杆体2022旋入连接筒2023部分的长度，从而调节牵拉杆202的总长度。

上述三个热交换管17在搅拌轴7的周向上均布。热交换管17采用不锈钢（如304不锈钢）制成。热交换管17为盘管。

搅拌器8可采用搅拌浆或搅拌叶片。

本实施例中，空气管18的出气口182处于罐体1腔体的底部并处在搅拌器8下方。

罐体1上还安装有取样管21，取样管21一端处于罐体1的腔体中、另一端处于罐体1外。通过取样管21可对罐体1中的物料进行取样，以便监测海洋微藻的培养情况。

罐体1顶部设有检修进出口22，罐体1中设有梯子23，梯子23固定在罐体1侧壁上并且处于检修进出口22正下方，检修进出口22上安装有检修进出口封盖24。

下面简述一下本大型培养罐的工作原理：

在向罐体1中加入物料（该物料为经过上一级培养得到的海洋微藻培养物）之前，对罐体1内部进行灭菌，此时可向热交换管17中通入蒸汽，并对罐体1内部进行高温辐射灭菌，随后蒸汽经载热介质出口172排出。另外，在通入蒸汽进行灭菌之前，可向热交换管17中通入含油压缩空气，吹去热交换管17内部的积水，随后经载热介质出口172排出。

完成灭菌之后，使罐体1内部迅速降温，方可加入海洋微藻种子或海洋微藻培养物，此时可向热交换管17中通入冷冻水，并对罐体1内部进行快速冷却，吸热升温后的冷冻水经载热介质出口172流出。

罐体1内部降至合适温度后，向罐体1中加入物料（该物料为经过上一级培养得到的海洋微藻培养物）。向罐体1中加入物料（即经过上一级培养得到的海洋微藻培养物）之后，在发酵培养过程中，向热交换管17中通入一定温度的水（循环水通常采用常温水），热交换管17中的水与罐体1中的物料进行热交换（通常是吸收发酵过程中产生的热量，使物料降温）后，从载热介质出口172流出。热交换管17中的水与罐体1中的物料进行热交换，使罐体1中的物料保持在一定的温度范围内，使海洋微藻在适宜的温度下繁殖。在发酵培养过程中，启动电动机4，电动机4带动搅拌轴7旋转，搅拌器8和消泡桨19一起绕搅拌轴7旋转，搅拌器8运转时搅动罐体1中的物料，消泡桨19则消除搅拌时产生的泡沫。

在海洋微藻的发酵培养过程中，开启排污开关阀16，使机座12的腔体与外界连通，机座12内部保持常压，同时罐体1内部保持正压，使得罐体1内部的气压始终大于机座12内部的气压，这样，当罐体1顶部与搅拌轴7相互配合的部位出现间隙时，罐体1内部的气体流向机座12内部，随后从排污管15排出到外界，而机座12内部的气体则不会流入罐体1内部，从而使罐体1内部保持卫生洁净，避免海洋微藻培养物受污染。

发酵培养过程中，通过空气管18，能够向罐体1内部输送洁净空气，以提供海洋微藻所需的氧气。

Claims (10)

1.一种大型培养罐，包括罐体和搅拌装置；罐体顶部设有进料口，罐体底部设有出料口；搅拌装置包括电动机、传动带、联轴器、搅拌轴和搅拌器，传动带包括主动带轮、皮带和从动带轮，电动机固定安装在罐体顶部并且其动力输出轴朝上，主动带轮固定安装在电动机的动力输出轴上，罐体顶部焊接有机座，机座具有腔体，机座上设有从动带轮支架，从动带轮通过从动带轮轴可转动安装在从动带轮支架上，主动带轮通过皮带连接从动带轮，搅拌轴可转动设于罐体中，搅拌器安装在搅拌轴上，搅拌轴上端伸出罐体顶部并且通过联轴器与从动带轮轴连接，其特征是：所述机座上设有至少一个排污管，排污管与机座的腔体连通，排污管上设有排污开关阀；罐体中设有多个热交换管，热交换管两端均伸出至罐体外，热交换管一端设有载热介质入口、另一端设有载热介质出口；罐体上设有空气管，空气管的进气口处在罐体外，空气管的出气口处在罐体中。

2.根据权利要求1所述的大型培养罐，其特征在于：所述机座包括焊接在罐体顶部的环形侧壁以及焊接在环形侧壁上端的支撑板，环形侧壁与支撑板共同围成机座的腔体。

3.根据权利要求1所述的大型培养罐，其特征是：所说搅拌轴上设有多个消泡桨，消泡桨设于搅拌器上方；罐体中设有搅拌轴定位架，搅拌轴定位架包括定位套筒和多个牵拉杆，牵拉杆一端连接定位套筒、另一端连接罐体侧壁，搅拌轴处于定位套筒中。

4.根据权利要求3所述的大型培养罐，其特征在于：所述消泡桨包括横向连接杆和多个消泡杆，横向连接杆一端与搅拌轴连接，消泡杆上端与横向连接杆连接。

5.根据权利要求3所述的大型培养罐，其特征在于：所述多个消泡桨在搅拌轴的周向上均布。

6.根据权利要求3所述的大型培养罐，其特征在于：所述牵拉杆包括第一杆体、第二杆体和连接筒，连接筒具有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部设有左旋内螺纹，所述第二连接部设有右旋内螺纹，第一杆体一端连接定位套筒、另一端通过外螺纹连接所述第一连接部，第二杆体一端通过外螺纹连接所述第二连接部、另一端连接罐体侧壁。

7.根据权利要求1所述的大型培养罐，其特征在于：所述热交换管设有三个，这三个热交换管在搅拌轴的周向上均布。

8.根据权利要求1所述的大型培养罐，其特征在于：所述空气管的出气口处于罐体腔体的底部。

9.根据权利要求1所述的大型培养罐，其特征在于：所述罐体上还安装有取样管，取样管一端处于罐体的腔体中、另一端处于罐体外。

10.根据权利要求1所述的大型培养罐，其特征在于：所述罐体顶部设有检修进出口，罐体中设有梯子，梯子固定在罐体侧壁上并且处于检修进出口正下方，检修进出口上安装有检修进出口封盖。