CN204644335U - 生物发酵罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种生物发酵罐包括：罐体、蛇管组件、搅拌器以及通气管，其中，搅拌器竖直设置在罐体内，搅拌器包括：搅拌轴和搅拌桨叶，搅拌桨叶安装在搅拌轴上，该搅拌桨叶包括：盘体和叶体，盘体为圆形，盘体中间设有与搅拌轴连接的通孔，叶体周向安装在盘体上，叶体设置为至少两片，叶体为卷曲的U字形，U形叶体横向设置在盘体上，盘体与搅拌轴相连接；蛇管组件设置在罐体的内侧壁上，蛇管组件包括：至少一个蛇管组，每个蛇管组包括：至少一列蛇管，蛇管周向均布在罐体上，且蛇管均设有单独与外部冷却系统连接的进液口和出液口；通气管为弯曲状，设置在罐体的底部，通气管一端与罐体内腔相连通，通气管另一端连接在罐体侧壁上。

Description

生物发酵罐

技术领域

本实用新型涉及发酵设备，具体地说，本实用新型涉及一种生物发酵罐。

背景技术

工业上通常使用发酵罐来进行发酵。发酵罐的主体一般为不锈钢板制成的主式圆筒，其容积在1m³至数百m³之间。发酵罐结构严密，合理，能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、其物料与能量传递性能强，并可进行一定调节以便于清洗、减少污染，适合于多种产品的生产，并且减少能量消耗。

生物发酵罐作为微生物的发酵设备，为微生物的生长、繁殖提供外部环境，并且生物发酵罐作为形成产品的场所，要想更高效地获取产品，就需要保证微生物稳定的生长环境，如发酵液的温度、均匀性以及通气量等。

在微生物发酵过程中会产生大量的热量，从而导致发酵液温度升高，不利于微生物生长以及产品的形成。因此，保证发酵罐的及时散热，稳定发酵液的温度在发酵过程中至关重要。通常地，发酵罐采用罐体内壁设置整长段蛇管，通过蛇管连接外部冷却装置的方式来控制罐体内的温度。然而，采用这种方式，由于整长段的蛇管在发酵罐内壁安装起来很不方便，使得制造工序复杂，维修蛇管的难度也会相应的变得复杂，并且更换蛇管时必须整段更换蛇管，增加了发酵罐的成本。而且，整长段的蛇管不便于对不同深度发酵液的分开控制，如，发酵液达不到上段蛇管高度时，上段蛇管中的能量就白白浪费了，如此会损失掉大量的能源。

同时，发酵罐中发酵液的均匀性也对发酵起着很重要的作用。在搅拌均匀的发酵液中，微生物就能够稳定的生长以及产生产品物质。搅拌不均匀会产生微生物的聚集以及营养和氧气的分布不均匀，不利于发酵。现有的发酵罐采用叶轮式的搅拌桨叶，这种搅拌桨叶只能搅动周边很小范围的发酵液，不能很好地均匀搅拌发酵液，还容易产生泡沫，会对发酵过程产生较大的影响。

实用新型内容

实用新型涉及一种生物发酵罐，以解决现有技术中生物发酵罐冷却系统制作、安装复杂和形式单一以及搅拌系统搅拌不均匀，还会产生泡沫的问题，提供一种制作、安装以及维修简单，适应多种形式冷却的生物发酵罐。

具体地，本实用新型提供了一种生物发酵罐，其特征在于，包括：罐体、蛇管组件、搅拌器以及通气管，其中，

所述搅拌器竖直设置在罐体内，搅拌器包括：搅拌轴和搅拌桨叶，所述搅拌桨叶安装在搅拌轴上，该搅拌桨叶包括：盘体和叶体，所述盘体为圆形，所述盘体中间设有与所述搅拌轴连接的通孔，所述叶体周向安装在所述盘体上，所述叶体设置为至少两片，所述叶体为卷曲的U字形，U形叶体横向设置在盘体上，所述盘体与所述搅拌轴相连接；

所述蛇管组件设置在罐体的内侧壁上，蛇管组件包括：至少一个蛇管组，每个蛇管组包括：至少一列蛇管，所述蛇管周向均布在罐体上，且蛇管均设有单独与外部冷却系统连接的进液口和出液口；

所述通气管为弯曲状，设置在罐体的底部，所述通气管一端与所述罐体内腔相连通，所述通气管另一端连接在所述罐体侧壁上。

优选地，其中，所述蛇管的口径为50mm～60mm，所述蛇管壁厚为3mm～4mm。

优选地，其中，所述搅拌器还为4层搅拌桨叶的搅拌器。

优选地，其中，所述蛇管组件包括：第一蛇管组、第二蛇管组以及第三蛇管组，其中，所述第一蛇管组、第二蛇管组以及第三蛇管组自下而上分层地设置在罐体内壁上。

优选地，其中，所述第二蛇管组的高度大于第三蛇管组和第一蛇管组的高度，所述第三蛇管组大于第一蛇管组的高度。

优选地，其中，所述第一蛇管组、第二蛇管组和第三蛇管组均为6列蛇管的蛇管组。

优选地，其中，所述通气管包括：顺序设置的第一管体、第二管体和第三管体，所述第一管体、第二管体和第三管体均为弧形，且所述第一管体与第三管体的弧口朝向相同，所述第一管体与所述第二管体的弧口朝向相反。

优选地，其中，所述第二管体的弧口朝向搅拌器底层的搅拌桨叶。

相对于现有技术中的生物发酵罐，本实用新型的优势在于：

(1)本实用新型的生物发酵罐采用了分段式的蛇管设置，并且每层蛇管的长度也做了不同的设置，在保证冷却效果的同时，使得蛇管的制作、安装以及维修变得简单，还适应多种形式的冷却需求。与现有技术相比，本实用新型所述的生物发酵罐，采用了分段式的蛇管，并且每段蛇管都设置有单独的进液口和出液口，替代传统的整长段蛇管，实现了发酵罐冷却的分段控制，这不仅能适应多种形式的冷却需求，还能节省不必要的能源浪费。同时，在后续的维护时，只需要针对性地修护或者更换相关段即可，节省了维护工作，还能够降低维护成本。

(2)本实用新型的生物发酵罐将搅拌桨叶设置为U形结构，并且分层安装在搅拌轴上，工作时，能够提高流体搅拌时的推动力，加大发酵液的搅拌范围，相比于现有技术的叶轮式桨叶，还能减少泡沫的产生，增强了发酵液的稳定性。

(3)本实用新型的生物发酵罐弯曲状通气管的设计，在工作时，避开底层搅拌桨叶，确保桨叶的安全工作；将空气通到发酵液的底部，并且对进入的空气起到缓冲作用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1A为本实用新型所述的生物发酵罐的结构示意图；

图1B为本实用新型所述的桨叶结构示意图；

图2为本实用新型提供的蛇管结构示意图；

图3为本实用新型的中层蛇管周向均布在罐体内壁的俯视截面图；

图4为本实用新型的通气管结构示意图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

以下结合附图对本申请作进一步详细说明，但不作为对本申请的限定。

实施例1：

结合图1A、图1B和图3，本实施例提供一种生物发酵罐，包括：罐体1、蛇管组件、搅拌器3和通气管4，其中，蛇管组件安装在所述罐体1的内侧壁上，搅拌器3竖直设置在罐体1内，所述通气管4为弯曲状，设置在所述罐体1的底部。所述通气管4一端与罐体内腔相连通，另一端连接罐体侧壁。

所述蛇管组件包括至少一个蛇管组，优选地，蛇管组件包括下层蛇管组21、中层蛇管组22和上层蛇管组23。所述蛇管组自下而上分层地设置在罐体上，每个蛇管组包括至少一列蛇管8，各个蛇管8均设有与外部冷却系统连接的进液口6和出液口7。如此，各个蛇管均单独与外部冷却系统连接，控制各个蛇管能够实现发酵罐1内不同层段发酵液的冷却的分开控制。并且蛇管周向均匀分布在各自蛇管组对应的罐体内壁层上。这样就能够保证工作时，发酵罐内发酵液的均匀冷却，避免出现发酵液温度不均匀的问题。

所述蛇管8的口径设置为50mm～60mm。所述蛇管的壁厚为3mm～4mm。这样设置能够保证发酵罐内高效冷却。

发酵罐依靠蛇管组件冷却时，由于发酵液主要位于发酵罐的中、下部，因此需要中、下层段的蛇管组进行冷却。工作时主要使用中层段的蛇管组52和下层段的蛇管51组进行冷却，当发酵液较多时，才开启上层段的蛇管53组进行冷却。这样能够避免不需要上层段蛇管组53时出现的资源浪费，同时也节约了成本。

所述搅拌器3包括搅拌轴31和搅拌桨叶32，搅拌轴31竖直安装在罐体1内，搅拌桨叶32安装在搅拌轴31上。搅拌桨叶32包括盘体321和叶体322，所述盘体为圆形，盘体中间设有与所述搅拌轴连接的通孔。所述叶体322周向均布在盘体321上，所述叶体322设置为至少两片，且叶体322设置为卷曲U形，该U形叶体横向设置在盘体321上。转动时，U形叶体能够提高对发酵液搅拌的推力，并且U形叶体搅动发酵液的范围比较大，能有效地减少发酵液中泡沫的产生。搅拌桨叶32分层地安装在搅拌轴31上，优选地，搅拌轴31上安装有4层搅拌桨叶，在发酵时，4层搅拌桨叶匀旋转保证均匀搅动发酵液。

实施例2：

结合图1A、图1B、图3和图4，本实施例提供一种生物发酵罐，包括：罐体1、蛇管组件、搅拌器3和通气管4，其中，蛇管组件2安装在所述罐体1的内侧壁上，搅拌器3竖直设置在罐体1内，所述通气管4设置在罐体1的底部。所述通气管4的一端与罐体内腔相连通，另一端连接罐体侧壁。

所述蛇管组件包括三层蛇管组：第一蛇管组21、第二蛇管组22和第三蛇管组23。所述第一蛇管组21、第二蛇管组22和第三蛇管组23自下而上分层地设置在罐体上，每个蛇管组包括6列蛇管8。每个蛇管均设有单独与外部冷却系统连接的进液口6和出液口7。如此，各个蛇管均单独与外部冷却系统连接，能够实现发酵罐1内不同层段发酵液冷却的分开控制。并且蛇管周向均匀分布在各自蛇管组对应的罐体内壁层上。这样就能够保证工作时，发酵罐内发酵液的均匀冷却，避免出现发酵液温度不均匀的问题。

所述蛇管8的口径为57mm。蛇管的壁厚为3.5mm。如此设置能够达到发酵罐内的高效冷却。

发酵罐依靠蛇管组件冷却时，由于发酵液主要位于发酵罐的中、下部，因此需要中、下层段的蛇管组进行冷却。优选地，本实用新型的生物发酵罐采用三层蛇管组，工作时主要使用第一蛇管组21和第二蛇管组22进行冷却，当发酵液较多时，才开启第三蛇管组23进行冷却。这样能够避免不需要上层的第三蛇管组23而出现的资源浪费，同时也节约了成本。

更优选地，所述第二蛇管组22的高度大于第三蛇管组23和第一蛇管组21的高度，所述第三蛇管23组大于第一蛇管组21的高度。本方案采用蒸汽灭菌，设置上部蛇管高度大于下部蛇管高度能满足迅速降温的需求。

所述搅拌器3包括搅拌轴31和搅拌桨叶32，所述搅拌轴31竖直安装在罐体1内，所述搅拌桨叶32安装在搅拌轴31上。所述搅拌桨叶32包括盘体321和叶体322。所述盘体321为圆形，盘体321中间设有与所述搅拌轴连接的通孔。所述叶体322周向均布在盘体321上，所述叶体322设置为至少两片。优选地，所述叶体322设置为6片。并且叶体322设置为卷曲U形，该U形叶体横向设置在盘体321上。转动时，U形叶体能够提高对发酵液搅拌的推力，而且U形叶体搅动发酵液的范围比较大，能有效地减少发酵液中泡沫的产生。搅拌桨叶32分层地安装在搅拌轴31上，优选地，所述搅拌器2上安装有4层搅拌桨叶。

结合图4，本实用新型的通气管4设置为弯曲状，优选地，通气管4包括顺序设置的第一管体41、第二管体42和第三管体43。所述第一管体41、第二管体42和第三管体43均为弯曲状。所述第一管体41和第三管体43的弧口朝向相同，所述第二管体42的弧口朝向与第一管体41的弧口朝向相反。

所述通气管4的第一管体41与管体的侧壁连接，第二管体42和第三管体43位于罐体1内，第三管体43的出口朝向罐体1的底部，第二管体42的弧口朝向搅拌器3底层的搅拌桨叶。

弯曲状空气管4的设计，在工作时，可以避开底层搅拌桨叶，确保桨叶的安全工作；并且对进入的空气起到缓冲作用，将空气从底部导入到发酵液中，空气从下往上升，保证发酵微生物均匀获取空气。

相对于现有技术中的酒店客控系统，本实用新型的优势在于：

(1)本实用新型的生物发酵罐采用了分段式的蛇管设置，并且每层蛇管的长度也做了不同的设置，在保证冷却效果的同时，使得蛇管的制作、安装以及维修变得简单，还适应多种形式的冷却需求。与现有技术相比，本实用新型所述的生物发酵罐，采用了分段式的蛇管，并且每段蛇管都设置有单独的进液口和出液口，替代传统的整长段蛇管，实现了发酵罐冷却的分段控制，这不仅能适应多种形式的冷却需求，还能节省不必要的能源浪费。同时，在后续的维护时，只需要针对性地修护或者更换相关段即可，节省了维护工作，还能够降低维护成本。

(2)本实用新型的生物发酵罐将搅拌桨叶设置为U形结构，并且分层安装在搅拌轴上，工作时，能够提高流体搅拌时的推动力，加大发酵液的搅拌范围，相比于现有技术的叶轮式桨叶，还能减少泡沫的产生，增强了发酵液的稳定性。

(3)本实用新型的生物发酵罐弯曲状通气管的设计，在工作时，避开底层搅拌桨叶，确保桨叶的安全工作；将空气通到发酵液的底部，并且对进入的空气起到缓冲作用。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种生物发酵罐，其特征在于，包括：罐体、蛇管组件、搅拌器以及通气管，其中，

所述搅拌器竖直设置在罐体内，搅拌器包括：搅拌轴和搅拌桨叶，所述搅拌桨叶安装在搅拌轴上，该搅拌桨叶包括：盘体和叶体，所述盘体为圆形，所述盘体中间设有与所述搅拌轴连接的通孔，所述叶体周向安装在所述盘体上，所述叶体设置为至少两片，所述叶体为卷曲的U字形，U形叶体横向设置在盘体上，所述盘体与所述搅拌轴相连接；

所述蛇管组件设置在罐体的内侧壁上，蛇管组件包括：至少一个蛇管组，每个蛇管组包括：至少一列蛇管，所述蛇管周向均布在罐体上，且蛇管均设有单独与外部冷却系统连接的进液口和出液口；

所述通气管为弯曲状，设置在罐体的底部，所述通气管一端与所述罐体内腔相连通，所述通气管另一端连接在所述罐体侧壁上。

2.根据权利要求1所述的生物发酵罐，其特征在于，所述蛇管的口径为50mm～60mm，所述蛇管壁厚为3mm～4mm。

3.根据权利要求1所述的生物发酵罐，其特征在于，所述搅拌器还为4层搅拌桨叶的搅拌器。

4.根据权利要求1所述的生物发酵罐，其特征在于，所述蛇管组件包括：第一蛇管组、第二蛇管组以及第三蛇管组，其中，所述第一蛇管组、第二蛇管组以及第三蛇管组自下而上分层地设置在罐体内壁上。

5.根据权利要求4所述的生物发酵罐，其特征在于，所述第二蛇管组的高度大于第三蛇管组和第一蛇管组的高度，所述第三蛇管组大于第一蛇管组的高度。

6.根据权利要求5所述的生物发酵罐，其特征在于，所述第一蛇管组、第二蛇管组和第三蛇管组均为6列蛇管的蛇管组。

7.根据权利要求1所述的生物发酵罐，其特征在于，所述通气管包括：顺序设置的第一管体、第二管体和第三管体，所述第一管体、第二管体和第三管体均为弧形，且所述第一管体与第三管体的弧口朝向相同，所述第一管体与所述第二管体的弧口朝向相反。

8.根据权利要求7所述的生物发酵罐，其特征在于，所述第二管体的弧口朝向搅拌器底层的搅拌桨叶。