CN205223254U

CN205223254U - 一种生物制药发酵罐

Info

Publication number: CN205223254U
Application number: CN201521071043.5U
Authority: CN
Inventors: 郑威; 于雪飞
Original assignee: Harbin University of Commerce
Current assignee: Harbin University of Commerce
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2025-12-21

Abstract

本实用新型公开了一种生物制药发酵罐，包括不锈钢双层发酵罐本体、PLC控制装置、搅拌装置和电磁加热装置，所述涡轮搅拌叶通过插销固定在搅拌轴的圆周上，所述六角涡轮搅拌叶安装在搅拌轴的底部，所述搅拌轴的内部设有空腔，所述搅拌轴的横截面设有喷嘴，所述喷嘴与空腔连通，所述空腔与空心轴承连通。本实用新型采用自动发酵罐发酵生物质，罐内环境（温度、湿度、空气质量交换）对有益菌的大量繁殖创造最佳的生存条件，湿水量得到严格控制且均匀，解决了传统发酵罐温湿度和溶氧值等难以控制的不足，对于机械搅拌进一步优化，能够满足现在工业快速的发展。

Description

一种生物制药发酵罐

技术领域

本实用新型属于生物发酵技术领域，具体涉及一种生物制药发酵罐。

背景技术

目前，微生物发酵广泛应用于化工、医药及食品等多种行业。种子罐和主发酵罐为生产过程中的关键设备，一般为恒定转速机械搅拌容器由于微生物对搅拌产生的剪切力非常敏感，所以搅拌转速控制比较严格，不能太高。另外，随着中国生物技术行业的蓬勃发展，发酵罐日趋大型化，搅拌轴也不断加长，使该类轴的共振问题更为明显，为解决共振现象的发生，工程实践中一般多采用加大轴径或增加支承点，但这样处理会带来一些不利影响：过分加大轴径（实心轴）不仅增大了轴质量，而且效果也不明显，因为实心轴受弯、扭时，中间部分的材料并没有得到充分利用；过多增加支承点会增加生物发酵罐的染菌机会。同时，对于对现有发酵罐的搅拌装置常常会出现搅拌不彻底，影响发酵效果，降低生产效率。因此，发酵罐的搅拌装置的优化设计具有重要意义。

对于抗生素、谷氨酸、柠檬酸酵母等发酵工业生产用的大型通风发酵罐来说，氧溶解速度往往成为好氧发酵过程的限制因素。目前我国普遍采用的标准式机械搅拌通风发酵罐通常是采用加大通风量、加强搅拌的方法来达到提高溶氧系数的目的，但实际生产中获得的效果并不很理想，表现为氧利用率较低、能耗高。因此，如何保证在有良好的气液接触和液固混合性能等发酵要求的前提下，尽量减少机械搅拌及通气过程所消耗的动力，更有效、更合理地设计发酵罐，无疑对改造老发酵罐，设计一种新发酵罐具有重大的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种生物制药发酵罐，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种生物制药发酵罐，包括不锈钢双层发酵罐本体、PLC控制装置、搅拌装置和电磁加热装置，所述搅拌装置安装在不锈钢双层发酵罐本体的上端，所述搅拌装置包括电动机、搅拌轴、涡轮搅拌叶和六角涡轮搅拌叶，所述电动机通过齿轮变速箱与搅拌轴转动连接，且所述电动机与PLC控制装置电性连接，所述搅拌轴的上端套有空心轴承，所述空心轴承通过卡扣连接有气液混合管，所述气液混合管通过三通接头分别连接有输气管和输液管，所述涡轮搅拌叶通过插销固定在搅拌轴的圆周上，所述六角涡轮搅拌叶安装在搅拌轴的底部，所述搅拌轴的内部设有空腔，所述搅拌轴的横截面设有喷嘴，所述喷嘴与空腔连通，所述空腔与空心轴承连通，所述电磁加热装置安装在出料阀门的内侧，且所述电磁加热装置与PLC控制装置电性连接。

优选的，所述不锈钢双层发酵罐本体的内器壁上对称设有温湿传感器和溶氧值传感器，所述温湿传感器和溶氧值传感器均与PLC控制装置电性连接。

优选的，所述输气管上设有气体流量调节阀。

优选的，所述输液管上设有液体流量调节阀。

优选的，所述涡轮搅拌叶至少设有三组，且涡轮搅拌叶的环面上等角度至少设有六组搅拌叶片。

优选的，所述喷嘴至少设有三组，所述喷嘴等距离环绕排列在搅拌轴的圆周上，所述喷嘴为缩放喷嘴，且所述喷嘴的直径为20-30mm。

本实用新型的技术效果和优点：该生物制药发酵罐，与传统的通风发酵罐相比，本实用新型由喷嘴、气液混合管、输气管和输液管组成的射流混合器来强化机械搅拌发酵罐的气体分散，提高了溶氧效果、降低能耗的有效办法；通过把搅拌轴制作成空心轴代替同等外径的实心轴，大幅度减少了钢材的用量，同时也使其临界转速有一定的提高，通过设置在搅拌轴的涡轮搅拌叶，能够实现生物质在不锈钢双层发酵罐本体内生物质不停的翻转，使生物质翻滚均匀，通过设置在搅拌轴的六角涡轮搅拌叶，能够使生物质在不锈钢双层发酵罐本体底部搅拌彻底；本实用新型采用自动发酵罐发酵生物质，罐内环境（温度、湿度、空气质量交换）对有益菌的大量繁殖创造最佳的生存条件，湿水量得到严格控制且均匀，解决了传统发酵罐温湿度和溶氧值等难以控制的不足，对于机械搅拌进一步优化，能够满足现在工业快速的发展。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型涡轮搅拌叶的立体图；

图3为本实用新型六角涡轮搅拌叶的立体图。

图中：1不锈钢双层发酵罐本体、2温湿传感器、3溶氧值传感器、4PLC控制装置、5搅拌装置、51电动机、52搅拌轴、521空腔、53空心轴承、54气液混合管、55输气管、56输液管、57涡轮搅拌叶、58六角涡轮搅拌叶、59喷嘴、6电磁加热装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了如图1-3所示的一种生物制药发酵罐，包括不锈钢双层发酵罐本体1、PLC控制装置4、搅拌装置5和电磁加热装置6，所述搅拌装置5安装在不锈钢双层发酵罐本体1的上端，所述不锈钢双层发酵罐本体1的内器壁上对称设有温湿传感器2和溶氧值传感器3，所述温湿传感器2和溶氧值传感器3均与PLC控制装置4电性连接，所述搅拌装置5包括电动机51、搅拌轴52、涡轮搅拌叶57和六角涡轮搅拌叶58，所述电动机51通过齿轮变速箱与搅拌轴52转动连接，且所述电动机51与PLC控制装置4电性连接，所述搅拌轴52的上端套有空心轴承53，所述空心轴承53通过卡扣连接有气液混合管54，所述气液混合管54通过三通接头分别连接有输气管55和输液管56，所述输气管55上设有气体流量调节阀，所述输液管56上设有液体流量调节阀，所述涡轮搅拌叶57通过插销固定在搅拌轴52的圆周上，所述涡轮搅拌叶57至少设有三组，且涡轮搅拌叶57的环面上等角度至少设有六组搅拌叶片，所述六角涡轮搅拌叶58安装在搅拌轴52的底部，所述搅拌轴52的内部设有空腔521，所述搅拌轴52的横截面设有喷嘴59，所述喷嘴59至少设有三组，所述喷嘴59等距离环绕排列在搅拌轴52的圆周上，所述喷嘴59为缩放喷嘴，且所述喷嘴59的直径为20-30mm，所述喷嘴59与空腔521连通，所述空腔521与空心轴承53连通，所述电磁加热装置6安装在出料阀门的内侧，且所述电磁加热装置6与PLC控制装置4电性连接。

工作原理：该生物制药发酵罐，本实用新型由喷嘴59、气液混合管54、输气管55和输液管56组成的射流混合器来强化机械搅拌发酵罐的气体分散，提高了溶氧效果、降低能耗的有效办法；通过把搅拌轴53制作成空心轴代替同等外径的实心轴，大幅度减少了钢材的用量，同时也使其临界转速有一定的提高，通过设置在搅拌轴53的涡轮搅拌叶57，能够实现生物质在不锈钢双层发酵罐本体1内生物质不停的翻转，使生物质翻滚均匀，通过设置在搅拌轴52底部的六角涡轮搅拌叶58，能够使生物质在不锈钢双层发酵罐本体1底部搅拌彻底；本实用新型其发酵罐底部通入气体时，安装在底部的六角涡轮搅拌叶58将气体打散成小气泡，增加气液两相的接触面积；利用涡轮搅拌叶58混合性能好的特点，使全部液体成周期循环，大范围地实现气液混合，充分利用四组搅拌器的优势，取长补短，采用多层、组合式搅拌叶是本实用新型设计的一大优点；同时，本实用新型通过设置在不锈钢双层发酵罐本体1的内器壁上对称设有温湿传感器2和溶氧值传感器3，能够实时监测不锈钢双层发酵罐本体1内部的温湿度和溶氧值，然后把信号传递给PCL控制装置4，PCL控制装置4处理后，来控制是否加热、加水和通氧；本实用新型采用自动发酵罐发酵生物质，罐内环境（温度、湿度、空气质量交换）对有益菌的大量繁殖创造最佳的生存条件，湿水量得到严格控制且均匀，解决了传统发酵罐温湿度和溶氧值等难以控制的不足，对于机械搅拌进一步优化，能够满足现在工业快速的发展。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种生物制药发酵罐，包括不锈钢双层发酵罐本体（1）、PLC控制装置（4）、搅拌装置（5）和电磁加热装置（6），所述搅拌装置（5）安装在不锈钢双层发酵罐本体（1）的上端，其特征在于：所述搅拌装置（5）包括电动机（51）、搅拌轴（52）、涡轮搅拌叶（57）和六角涡轮搅拌叶（58），所述电动机（51）通过齿轮变速箱与搅拌轴（52）转动连接，且所述电动机（51）与PLC控制装置（4）电性连接，所述搅拌轴（52）的上端套有空心轴承（53），所述空心轴承（53）通过卡扣连接有气液混合管（54），所述气液混合管（54）通过三通接头分别连接有输气管（55）和输液管（56），所述涡轮搅拌叶（57）通过插销固定在搅拌轴（52）的圆周上，所述六角涡轮搅拌叶（58）安装在搅拌轴（52）的底部，所述搅拌轴（52）的内部设有空腔（521），所述搅拌轴（52）的横截面设有喷嘴（59），所述喷嘴（59）与空腔（521）连通，所述空腔（521）与空心轴承（53）连通，所述电磁加热装置（6）安装在出料阀门的内侧，且所述电磁加热装置（6）与PLC控制装置（4）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种生物制药发酵罐，其特征在于：所述不锈钢双层发酵罐本体（1）的内器壁上对称设有温湿传感器（2）和溶氧值传感器（3），所述温湿传感器（2）和溶氧值传感器（3）均与PLC控制装置（4）电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种生物制药发酵罐，其特征在于：所述输气管（55）上设有气体流量调节阀。

4.根据权利要求1所述的一种生物制药发酵罐，其特征在于：所述输液管（56）上设有液体流量调节阀。

5.根据权利要求1所述的一种生物制药发酵罐，其特征在于：所述涡轮搅拌叶（57）至少设有三组，且涡轮搅拌叶（57）的环面上等角度至少设有六组搅拌叶片。

6.根据权利要求1所述的一种生物制药发酵罐，其特征在于：所述喷嘴（59）至少设有三组，所述喷嘴（59）等距离环绕排列在搅拌轴（52）的圆周上，所述喷嘴（59）为缩放喷嘴，且所述喷嘴（59）的直径为20-30mm。