CN210826158U - 一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置 - Google Patents

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刘小都
刘晓东
张磊鹏
封浪
刘永超
马辉
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Abstract

本实用新型涉及一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，属于发酵设备技术领域，从发酵罐外向发酵罐内引入一条空气进管；在发酵罐内的上部、中部和下部分别设有一层搅拌桨，每层所述搅拌桨周围加装一圆环形的空气分布环，每个所述空气分布环均与空气进管连通；每个所述空气分布环上均布设有若干个空气射流管，所述空气射流管均指向发酵罐内的中心搅拌轴。所述装置通过引入文丘里管式空气射流管，强化发酵罐内的气‑液混合，同时配合发酵罐内部的径向混合和轴向混合的复合型搅拌器兼顾打碎起泡，使料液翻滚能力、气‑液混合、液‑液混合和传质的效率更高。

Description

一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置
技术领域
本实用新型属于发酵设备技术领域，具体地，涉及一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置。
背景技术
随着生化技术的提高和生化产品需求量的不断增加，对发酵罐的大型化和高效性提出了越来越高的要求。发酵罐容积由几升到上千立方米，用于工业化生产的发酵罐，近年来呈现越来越大型化的趋势。在发酵培养过程中随着菌体浓度和产物浓度的增加，发酵液粘度变大，搅拌转速不足以对物料进行有效的混合，效率低下，传质能力降低导致发酵液内部局部过碱和局部糖浓度过高，菌体代谢可能出现异常，造成菌体提前老化，产物积累变少，经济效益减少。
实用新型内容
为了解决现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，所述装置通过引入空气射流管，强化发酵罐内的气-液混合，同时配合发酵罐内部的径向混合和轴向混合的复合型搅拌器兼顾打碎起泡，使料液翻滚能力、气-液混合、液-液混合和传质的效率更高。
为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：
一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，从发酵罐外向发酵罐内引入一条空气进管；在发酵罐内的上部、中部和下部分别设有一层搅拌桨，每层所述搅拌桨周围加装一圆环形的空气分布环，每个所述空气分布环均与空气进管连通；每个所述空气分布环上均布设有若干个空气射流管，所述空气射流管均指向发酵罐内的中心搅拌轴。
作为对上述方案的进一步优化，在每个所述空气分布环上均设有三个空气射流管；将三个所述空气分布环重叠看做处于一个平面上的圆，九个空气射流管均布设置，每两个相邻的空气射流管之间的夹角为40º。
作为对上述方案的进一步优化，在每个所述空气分布环上均设有两个空气射流管；将三个所述空气分布环重叠看做处于一个平面上的圆，六个空气射流管均布设置，每两个相邻的空气射流管之间的夹角为60º。
作为对上述方案的进一步优化，所述空气射流管包括进气口、喉管和出气口；所述出气口呈喇叭状。更进一步地，所述出气口的最大直径为进气口直径的1.3-2.0倍；所述喉管的直径为进气口直径的0.5-0.8倍。
作为对上述方案的进一步优化，在所述空气射流管的进气口处设有圆形孔。
作为对上述方案的进一步优化，每个所述空气射流管，以进气口处为旋转中心，顺搅拌方向倾斜15º
有益效果：
本实用新型是通过引入文丘里管式空气射流管，强化发酵罐内的气-液混合，同时配合发酵罐内部的径向混合和轴向混合的复合型搅拌器兼顾打碎起泡，使料液翻滚能力、气-液混合、液-液混合和传质的效率更高。
本实用新型所述配管装置，依托现有的发酵罐，通过加设空气进管、空气分布环和空气射流管，可以使物料翻滚更为均匀，促进发酵液传质，促进物料混合，提高物料利用率，延缓菌体老化，提高产物积累量，生产成本降低。
附图说明
图1是本实用新型实施例1所述配管装置的结构示意图；
图2是本实用新型所述空气射流管的结构示意图；
图中：1、空气进管：2、空气分布环；3、空气射流管；301、进气口；302、喉管；303、出气口；304、圆形孔；4、发酵罐罐体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，从发酵罐外向发酵罐内引入一条空气进管1；在发酵罐内的上部、中部和下部分别设有一层搅拌桨，每层所述搅拌桨周围加装一圆环形的空气分布环2，每个所述空气分布环2均与空气进管1连通；每个所述空气分布环2上均布设有两个空气射流管3，整个发酵罐内共设有六个空气射流管3；将三个所述空气分布环2重叠看做处于一个平面上的圆，六个空气射流管3均布设置，每两个相邻的空气射流管3之间的夹角为60º，如图1所示。每个所述空气射流管3，以进气口301处为旋转中心，顺搅拌方向倾斜15º。
如图2所示，所述空气射流管3包括圆形进气口301、喉管302和喇叭形出气口303。压缩空气依次经空气进管1、空气分布环2和空气射流管3的进气口301高速进入喉管302，从喇叭形出气口303排出，空气直接吹动搅拌轴周围料液，附近搅拌轴周围料液循环。出气口303直径为进气口301直径的1.3-2.0倍，喉管302直径为进气口301的0.5-0.8倍。在所述空气射流管3的进气口301处设有圆形孔304，促进料液循环。
实施例2
一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，从发酵罐外向发酵罐内引入一条空气进管1；在发酵罐内的上部、中部和下部分别设有一层搅拌桨，每层所述搅拌桨周围加装一圆环形的空气分布环2，每个所述空气分布环2均与空气进管1连通；每个所述空气分布环2上均布设有三个空气射流管3，整个发酵罐内共设有六个空气射流管3；每个空气分布环2上的三个空气射流管3均指向其所在平面上的中心搅拌轴。将三个所述空气分布环2重叠看做一个圆，下层空气分布环2上空气射流管3安装位置为0o、120o和240o、中层空气分布环2上空气射流管3安装位置为40o、160o和280o、上层空气分布环2上空气射流管3安装位置为80o、200o和320o，即在该圆上、每两个相邻的空气射流管3之间的夹角为40º。每个所述空气射流管3，以进气口301处为旋转中心，顺搅拌方向倾斜15º。
如图2所示，所述空气射流管3包括圆形进气口301、喉管302和喇叭形出气口303。压缩空气经进气口301高速进入喉管302，从喇叭形出气口303排出，空气直接吹动搅拌轴周围料液，附近搅拌轴周围料液循环。出气口303直径为进气口301直径的1.3-2.0倍，喉管302直径为进气口301的0.5-0.8倍。在所述空气射流管3的进气口301处设有圆形孔304，促进料液循环。
使用时，在发酵过程中，随着菌体浓度和产物浓度的增加，通过空气进管1向发酵罐罐体4内通入压缩空气，压缩空气依次经过空气进管1和空气分布环2进入空气射流管3，从空气射流管3的进气口301进入喉管302，然后从出气口303排出，空气直接吹动搅拌轴周围料液，附近搅拌轴周围料液循环。
本实用新型是对广泛应用于好氧生产生物工程产品的发酵罐进行的一种加强物料传质能力的设计改进。通过引入文丘里管式空气射流管，强化发酵罐内的气-液混合，同时配合发酵罐内部的径向混合和轴向混合的复合型搅拌器兼顾打碎起泡，使料液翻滚能力、气-液混合、液-液混合和传质的效率更高。
需要说明的是，以上所述的实施方案应理解为说明性的，而非限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。对于本领域技术人员而言，在不背离本实用新型实质和范围的前提下，对本实用新型作出的一些非本质的改进和调整仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，其特征在于：从发酵罐外向发酵罐内引入一条空气进管；在发酵罐内的上部、中部和下部分别设有一层搅拌桨，每层所述搅拌桨周围加装一圆环形的空气分布环，每个所述空气分布环均与空气进管连通；每个所述空气分布环上均布设有若干个空气射流管，所述空气射流管均指向发酵罐内的中心搅拌轴。
2.根据权利要求1所述一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，其特征在于：在每个所述空气分布环上均设有三个空气射流管；将三个所述空气分布环重叠看做处于一个平面上的圆，九个空气射流管均布设置，每两个相邻的空气射流管之间的夹角为40º。
3.根据权利要求1所述一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，其特征在于：在每个所述空气分布环上均设有两个空气射流管；将三个所述空气分布环重叠看做处于一个平面上的圆，六个空气射流管均布设置，每两个相邻的空气射流管之间的夹角为60º。
4.根据权利要求1所述一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，其特征在于：所述空气射流管包括进气口、喉管和出气口；所述出气口呈喇叭状。
5.根据权利要求4所述一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，其特征在于：所述出气口的最大直径为进气口直径的1.3-2.0倍；所述喉管的直径为进气口直径的0.5-0.8倍。
6.根据权利要求4所述一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，其特征在于：在所述空气射流管的进气口处设有圆形孔。
7.根据权利要求4所述一种促进发酵液传质的发酵罐配管装置，其特征在于：每个所述空气射流管，以进气口处为旋转中心，顺搅拌方向倾斜15º。
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Denomination of utility model: A fermentation tank piping device for promoting the mass transfer of fermentation liquid

Effective date of registration: 20230202

Granted publication date: 20200623

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Ruzhou sub branch

Pledgor: HENAN JULONG BIO-ENGINEERING Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980031929