CN207031428U - 一种高密度生物酒精发酵罐消泡装置和发酵罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高密度生物酒精发酵罐消泡装置，安装在发酵罐内，发酵罐设有上封头和搅拌轴，高密度生物酒精发酵罐消泡装置包括中空壳体、吸泡组件、挡板、波纹挡板、丝网；中空壳体安装在上封头的下端，吸泡组件固定在搅拌轴上且位于中空壳体内，挡板与中空壳体的下端相接，波纹挡板安装在发酵罐的内壁且位于挡板的下方，丝网安装在发酵罐的内壁且位于挡板的下方。还涉及一种发酵罐，装有高密度生物酒精发酵罐消泡装置。本实用新型使用周期长、能耗小、消泡效果好的特点，特别是针对高密度生物酒精发酵过程中产生的大量气泡可以有效消除，减少发酵过程中酒精逸出，减少发酵菌体侵染机率，属于生物发酵装置技术领域。

Description

一种高密度生物酒精发酵罐消泡装置和发酵罐

技术领域

本实用新型涉及一种生物发酵装置，特别是涉及一种高密度生物酒精发酵罐内的消泡装置和装有该消泡装置的发酵罐。

背景技术

酒精作为化工、生物、医药等行业广泛应用的生物质能源，其生产方法主要有化学合成法和生物发酵法两种。生物发酵法是指利用微生物生产酒精产品的过程。随着人们对新型酒精发酵方法的不断研究，高密度生物酒精发酵技术得到了越来越多的研究和应用。

高密度发酵是目前酒精生产中极具应用潜力的生产技术。酒精生产高密度发酵是一种通过提高发酵液中目的微生物密度，从而达到高产率、低排放的新型生化工程技术。在酒精的生产过程中，按对发酵液最大密度堆积体积计算，酵母菌体干重达30g/L即可称为高密度发酵。

高密度酒精生产过程会产生大量的二氧化碳，二氧化碳的排出需要通过含有酒精的发酵醪层，于是被酒精蒸汽所饱和形成汽泡，随着发酵过程的进行，气泡的不断积聚和排出必然带走醪液中的一部分酒精，造成“跑液”现象。同时，气泡的溢出将会使发酵罐中的菌种被带出，造成发酵过程的不平衡和菌种的浪费。高密度酒精发酵过程由于发酵罐内酵母密度较高，发酵过程将会形成大量的气泡，如果任其发展，将会增加系统的负荷，甚至导致杂菌侵染造成酒精产品发酵过程的失败。

常用的机械消泡方法和消泡剂可以对一般的发酵过程进行气泡的消除，但对于高密度酒精发酵过程中产生的大量的泡沫，消泡仍然困难，很难达到理想的消泡效果。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种结构简单、消泡效果好的高密度生物酒精发酵罐消泡装置和发酵罐，可解决高密度生物酒精发酵过程中大量二氧化碳所形成的泡沫问题。利用该装置，可以有效地消除高密度酒精生产过程中产生的大量气泡，维持发酵过程的稳定进行。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高密度生物酒精发酵罐消泡装置，安装在发酵罐内，发酵罐设有上封头和搅拌轴，高密度生物酒精发酵罐消泡装置包括中空壳体、吸泡组件、挡板、波纹挡板、丝网；中空壳体安装在上封头的下端，吸泡组件固定在搅拌轴上且位于中空壳体内，挡板与中空壳体的下端相接，波纹挡板安装在发酵罐的内壁且位于挡板的下方，丝网安装在发酵罐的内壁且位于挡板的下方。

中空壳体安装在发酵罐的内壁，且位于上封头的下方；中空壳体的下端设有开口，开口被挡板包围。

吸泡组件包括叶轮和叶片，叶片安装在叶轮上，叶轮由搅拌轴带动转动。

叶片的数量为多片，绕叶轮圆周均匀分布；叶轮相对水平方向倾斜25-35°设置，从而叶轮与叶片构成的平面也与水平方向倾斜。

挡板为圆台形，小端开口朝上，大端开口朝下；挡板的上端紧贴中空壳体的下端设置；波纹挡板为圆环形；挡板的下端高于波纹挡板。

在俯视方向上，挡板的下端与波纹挡板的内侧齐平，或挡板与波纹挡板部分重合。

丝网为半圆形丝网，数量为两片，丝网外围设有一圈丝网框架；两片丝网通过螺丝和螺母将丝网框架连接形成圆形；丝网框架贴住并固定在发酵罐的内壁。

丝网的内侧设有半圆形的缺口，两片丝网的两个缺口围成圆形，供搅拌轴穿过。

波纹挡板通过支撑架固定在发酵罐的内壁。

一种发酵罐，装有高密度生物酒精发酵罐消泡装置。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

1)本实用新型为一种物理消泡装置，无污染、成本低，能耗小。本实用新型采用物理消泡方法，与现在高密度发酵过程中使用的流加消泡剂的方法相比，减少了消泡剂使用过程中对发酵过程所带来的污染，从而使发酵过程更加稳定持久的运行，减少了发酵后续处理过程的负担。同时，消泡剂的使用还会增加整个发酵过程的成本。本实用新型通过物理消泡方法进行泡沫的消除，减少了消泡剂使用的成本，提升发酵过程的经济效益。

2)使用周期长。本实用新型所提供的消泡装置，采用叶片、叶轮、壳体、挡板及丝网通过特定的方式安装在发酵罐体的上部，叶轮与搅拌轴转轴固定连接安装，并可通过搅拌轴的转动来带动叶片的转动，以机械方式对高密度发酵过程中产生的大量气泡进行消除，与常规消泡装置相比本实用新型使用周期长。

3)消泡效果好。本实用新型所提供的消泡装置，不仅包括挡板、丝网等消泡部件，还具有安装在发酵罐体上部的中空壳体、叶片和叶轮，在泡沫消除过程中，通过叶轮的转动使壳体内部形成一定的负压，对发酵罐内产生的气泡进行进一步消除，针对高密度酒精发酵过程中产生的大量气泡具有更好的消除效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是叶轮和叶片的装配示意图。

图3是叶轮和叶片的主视方向上的剖视图。

图4是半圆形丝网的俯视图。

其中，1为中空壳体，2为吸泡组件，3为挡板，4为波纹挡板，5为半圆形丝网，6为叶片，7为叶轮，8为丝网框架。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

高密度生物酒精发酵罐消泡装置包括：中空壳体、吸泡组件、挡板、波纹挡板及半圆形丝网。

中空壳体通过与发酵罐的上封头进行连接安装，叶片安装在中空壳体内部的叶轮上，中空壳体的底部有开口，挡板安装在中空壳体的底部，在俯视方向上，挡板的外端投影在波纹挡板上，在高度方向上，波纹挡板安装在挡板与半圆形丝网之间。吸泡组件中的叶片和叶轮均与水平方向倾斜30°，叶片安装在与搅拌轴的转轴固定连接的叶轮上。两个半圆形丝网连接在一起，半圆形丝网靠近搅拌轴的中心处有两个半圆形缺口与搅拌轴形成一定距离的间隔。波纹挡板由发酵罐内侧的支撑架支撑安装。消泡装置还包括安装在中空壳体底部的挡板。

消泡装置在高密度生物酒精发酵过程中的作用过程：高密度酒精发酵过程中产生的大量气泡，首先自下而上通过安装的半圆形丝网、波纹挡板和挡板进行消除，随着叶片由搅拌轴的转动所带动进行转动，中空壳体内部产生负压，对发酵罐体内的气泡进行吸入，气泡在吸入中空壳体的过程中会经过丝网和挡板部分消除，气体进入到中空壳体内部后推动叶片旋转。当叶轮随搅拌轴旋转时，叶片间的气体因旋转压力而沿叶片被加速，周围的气体以旋转方向运转而达到增压效果排出发酵罐外。通过本实用新型的实施，高密度生物酒精发酵过程的气泡被有效消除，有效减少了发酵过程中酒精的损失，降低了发酵菌体被侵染的机会，增加了发酵过程周期。

上述实施例为实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高密度生物酒精发酵罐消泡装置，安装在发酵罐内，发酵罐设有上封头和搅拌轴，其特征在于：高密度生物酒精发酵罐消泡装置包括中空壳体、吸泡组件、挡板、波纹挡板、丝网；中空壳体安装在上封头的下端，吸泡组件固定在搅拌轴上且位于中空壳体内，挡板与中空壳体的下端相接，波纹挡板安装在发酵罐的内壁且位于挡板的下方，丝网安装在发酵罐的内壁且位于挡板的下方。

2.按照权利要求1所述的高密度生物酒精发酵罐消泡装置，其特征在于：中空壳体安装在发酵罐的内壁，且位于上封头的下方；中空壳体的下端设有开口，开口被挡板包围。

3.按照权利要求1所述的高密度生物酒精发酵罐消泡装置，其特征在于：吸泡组件包括叶轮和叶片，叶片安装在叶轮上，叶轮由搅拌轴带动转动。

4.按照权利要求3所述的高密度生物酒精发酵罐消泡装置，其特征在于：叶片的数量为多片，绕叶轮圆周均匀分布；叶轮相对水平方向倾斜25-35°设置，从而叶轮与叶片构成的平面也与水平方向倾斜。

5.按照权利要求1所述的高密度生物酒精发酵罐消泡装置，其特征在于：挡板为圆台形，小端开口朝上，大端开口朝下；挡板的上端紧贴中空壳体的下端设置；波纹挡板为圆环形；挡板的下端高于波纹挡板。

6.按照权利要求5所述的高密度生物酒精发酵罐消泡装置，其特征在于：在俯视方向上，挡板的下端与波纹挡板的内侧齐平，或挡板与波纹挡板部分重合。

7.按照权利要求1所述的高密度生物酒精发酵罐消泡装置，其特征在于：丝网为半圆形丝网，数量为两片，丝网外围设有一圈丝网框架；两片丝网通过螺丝和螺母将丝网框架连接形成圆形；丝网框架贴住并固定在发酵罐的内壁。

8.按照权利要求7所述的高密度生物酒精发酵罐消泡装置，其特征在于：丝网的内侧设有半圆形的缺口，两片丝网的两个缺口围成圆形，供搅拌轴穿过。

9.按照权利要求5所述的高密度生物酒精发酵罐消泡装置，其特征在于：波纹挡板通过支撑架固定在发酵罐的内壁。

10.一种发酵罐，其特征在于：装有权利要求1-9中任一项所述的高密度生物酒精发酵罐消泡装置。