CN212357229U - 发酵罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发酵罐，包括设有排气口的罐体、通风管道和补料管道，所述罐体中还设置有用于喷出空气和物料的双路物料喷出装置，所述双路物料喷出装置至少包括进气口、进料口、腔体和喷出口，所述通风管道连接所述进气口，所述补料管道连接所述进料口，所述进气口、所述进料口和所述喷出口均连接所述腔体。本实用新型由于空气和物料均从双路物料喷出装置的喷出口喷出，喷出方向相同，所以物料在发酵罐中运行没有空气的反作用力，便于在发酵罐中均匀分布，从而保证细胞生长代谢，进而保证发酵效果。

Description

发酵罐

技术领域

本实用新型涉及发酵装置，尤其涉及一种发酵罐。

背景技术

发酵罐是使生物反应得以实现的装置，是细胞(如微生物、哺乳细胞、杂交瘤细胞等)在生产过程中生长、繁殖和形成产品的外部环境装置，在提高产量和产率方面发挥了重要作用。

近几年来，随着高产菌株不断使用、单罐发酵体积不断放大及补料工艺的不断改进，细胞培养的密度越来越高，这就对溶氧的供应及时性及补料的均一性提出了愈来愈高的要求。目前，多数发酵生产企业和研究单位，是采用通过增加单位通风量、搅拌器直径和转速等措施来提高溶氧率，但在实际应用中的效果并不理想，尤其是对一些剪切力敏感的一些品种，如293F细胞培养。

在体积放大和规模生产时，目前补料一般都采用从上往下方式补料，由于发酵过程中，空气流动方向刚好相反，由下往上传输，上部料液极难快速到达罐底，尤其在发酵中后期，由于溶氧要求高，通风量不断提高，导致这种情况更严重，造成补料顶部浓度高，而底部浓度不足，严重影响了细胞生长代谢，因此常导致规模生产产量及产率不稳定，波动大。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种发酵罐，可使空气和物料在发酵罐中均匀分布，从而保证细胞生长代谢，进而保证发酵效果。

本实用新型实施例的第一方面提供一种发酵罐，包括设有排气口的罐体、通风管道和补料管道，所述罐体中还设置有用于喷出空气和物料的双路物料喷出装置，所述双路物料喷出装置至少包括进气口、进料口、腔体和喷出口，所述通风管道连接所述进气口，所述补料管道连接所述进料口，所述进气口、所述进料口和所述喷出口均连接所述腔体。

优选地，所述喷出口朝向所述排气口的反方向。

优选地，在所述双路物料喷出装置的内壁周向上设有螺旋槽。

优选地，在所述腔体中设有用于将所述腔体分成进风腔体和进料腔体的隔板，所述隔板上设有连通口，所述进气口与所述进风腔体连通，所述进料口与所述进料腔体连通，且所述进气口与所述喷出口在所述喷出口轴向上的距离大于所述进料口与所述喷出口在所述喷出口轴向上的距离。

优选地，所述连通口的口径和所述喷出口的口径均小于所述腔体的口径，所述隔板为由所述腔体侧壁向所述连通口的曲率逐渐变大的弧形板，所述腔体上设置所述喷出口的一面为由所述腔体侧壁向所述喷出口的曲率逐渐变大的弧形板。

优选地，所述连通口和所述喷出口同轴设置。

优选地，所述腔体包括进风腔体和位于所述进风腔体内的进料腔体，所述进气口与所述进风腔体连通，所述进料口与所述进料腔体连通，所述进料腔体的出料口在所述进风腔体内，所述进风腔体的出风口作为所述喷出口。

优选地，所述进料腔体的出料口与所述进风腔体的出风口齐平或位于所述进风腔体内。

优选地，在所述罐体内还设置有分散装置，所述分散装置的入口与所述喷出口对应。

优选地，所述分散装置至少包括一个扇叶，且所述分散装置通过一固定支架安装在所述罐体内。

本实用新型实施例提供的技术方案中，本实用新型实施例所述的发酵罐工作时，压缩空气和物料分别通过进气口和进料口进入双路物料喷出装置的腔体，进入双路物料喷出装置的腔体的空气和物料再混合向上到达发酵罐各个部位。本实用新型由于空气和物料均从双路物料喷出装置的喷出口喷出，喷出方向相同，所以物料在发酵罐中运行没有空气的反作用力，便于在发酵罐中均匀分布，从而保证细胞生长代谢，进而保证发酵效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例中发酵罐一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例所示的双路物料喷出装置的剖视图；

图3为本实用新型另一实施例所示的双路物料喷出装置的结构示意图；

其中，附图标记：1-罐体，2-通风管道，3-补料管道，4-双路物料喷出装置，41-第一进风腔体，42-第一进料腔体，5-分散装置，6-固定支架，7-搅拌组件，8-罐底，9-隔板，10-连通口，11-进气口，12-进料口，13-喷出口，141-第二进风腔体，142-第二进料腔体，143-第二进料腔体的出料口。

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，本领域技术人员在没有作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。

请参阅图1-图3，本实用新型实施例所述的一种发酵罐，包括设有排气口的罐体1、通风管道2和补料管道3，所述罐体1中还设置有用于喷出空气和物料的双路物料喷出装置4，所述双路物料喷出装置4至少包括进气口11、进料口12、腔体和喷出口13，所述通风管道2连接所述进气口11，所述补料管道3连接所述进料口12，所述进气口11、所述进料口12和所述喷出口13均连接所述腔体。

本实用新型实施例所述的发酵罐工作时，压缩空气和物料分别通过进气口11和进料口12进入双路物料喷出装置4的腔体，进入双路物料喷出装置4的腔体的空气和物料再混合向上(一般地，发酵罐工作时，具有排气口的罐顶朝向，另一面则为罐底8朝下放置，以下同)到达发酵罐各个部位。本实用新型由于空气和物料均从双路物料喷出装置4的喷出口13喷出，喷出方向相同，所以物料在发酵罐中运行没有空气的反作用力，便于在发酵罐中均匀分布，从而保证细胞生长代谢，进而保证发酵效果。

再参照图1，作为一种优选实施例，所述喷出口13朝向所述排气口的反方向，即朝向罐底8，可保证喷出的物料先到发酵罐的罐底8再在空气浮力下向上到达罐顶以及发酵罐的各个部位，确保发酵罐罐底的物料浓度，保证了发酵效果。

当然，最好双路物料喷出装置4的喷出口13尽量靠近发酵罐罐底8，上述效果更佳。

如图2所示，作为一种优选实施例，在所述腔体中设有用于将所述腔体分成第一进风腔体41和第一进料腔体42的隔板9，所述隔板9上设有连通口10，所述进气口11与所述第一进风腔体41连通，所述进料口12与所述第一进料腔体42连通，且所述进气口11与所述喷出口13在所述喷出口13轴向上的距离a大于所述进料口12与所述喷出口13在所述喷出口13轴向上的距离b。

本实用新型实施例所述的发酵罐中的双路物料喷出装置4的第一进风腔体41中的空气高速喷射出，推动第一进料腔体42中的物料由喷出口13高速喷出，高速空气的作用可降低物料向发酵罐输送的压力，使物料更加顺畅喷出。

一般地，腔体分成的第一进风腔体41和第一进料腔体42口径相同，基于此，作为一种优选实施例，所述连通口10的口径和所述喷出口13的口径均小于所述腔体的口径，可使第一进风腔体41有足够的出风压力，喷出口13有足够的空气、物料的喷出压力，便于喷出，所述隔板9为由所述腔体侧壁向所述连通口10的曲率逐渐变大的弧形板，所述腔体上设置所述喷出口13的一面为由所述腔体侧壁向所述喷出口13的曲率逐渐变大的弧形板，弧形板结构可减少空气、物料从第一进风腔体41和第一进料腔体42的喷出阻力。

为了保证空气和物料的喷出的顺畅，作为一种优选实施例，所述连通口10和所述喷出口13同轴设置。

如图3所示，作为一种优选实施例，所述腔体包括第二进风腔体141和位于所述第二进风腔体141内的第二进料腔体142，所述进气口11与所述第二进风腔体141连通，所述第二进料口12与所述第二进料腔体142连通，所述第二进料腔体142的出料口143在所述第二进风腔体141内，所述第二进风腔体141的出风口作为所述喷出口13。

本实用新型实施例所述的发酵罐，高速空气从喷出口13喷出，并在喷出口13形成一定负压，物料可在负压作用下更佳顺畅地从所述第二进料腔体142的出料口143喷出。

为了实现上述的负压，所述第二进料腔体142的出料口143可与所述第二进风腔体141的出风口13齐平或位于所述第二进风腔体141内。

在图3所示的实施例中，第二进料腔体142为管状腔体，体积远远小于第二进风腔体141，便于产生较大的负压以供物料喷出。

作为一种优选实施例，在所述双路物料喷出装置4的内壁周向上设有螺旋槽，螺旋槽可进一步提升雾化效果。最好地，包括至少两条平行设置的螺旋槽，如两条、三条或四条，至少两条所述螺旋槽之间的槽间隔最好在1-3mm之间,所述螺旋槽的槽宽度最好在0.5-3mm之间,所述螺旋的槽出口升角最好在30°-60°之间，这样的螺旋槽雾化效果更好，当然，本实用新型并不局限于此。

再次参照图1，作为一种优选实施例，在所述罐体1内还设置有分散装置5，所述分散装置5的入口与所述喷出口13对应。分散装置5可增加分散效果，使空气和物料混合的更加充分，混合效果好、节省能耗、结构简单。

作为一种优选实施例，所述分散装置5至少包括一个扇叶，如一个、两个、三个或四个，所述扇叶的螺旋角可在10-60°之间，该螺旋角的扇叶在保证分散效果的阻力较小，节约能量，最好为30°。由双路物料喷出装置4喷出的物料在压缩空气的推动下，可通过扇叶实现360度自由旋转，更加便于空气和物料的混合，使混合更加均匀，扇叶外可为无外壳的敞开式的结构，死角少、易清洗、结构简单，可大大减少发酵染菌的机会。所述分散装置5通过一固定支架6安装在所述罐体1内，在一种具体实施例中，可将固定支架6安装在发酵罐底8，再将所述分散装置5装在固定支架6上。

所述发酵罐中可包括至少两个所述双路物料喷出装置4，如两个、三个或四个，本实用新型对此不做限制。

如图1所示，还可在发酵罐中间设置搅拌组件7，排气口和所述双路物料喷出装置4的喷出口13(事实上，图1所示的实施例中，所述双路物料喷出装置4整个位于搅拌组件7的下方)在所述搅拌组件7的轴向或平行于所述搅拌组件7的轴向的方向上，并位于所述搅拌组件7的两侧。所述双路物料喷出装置4的喷出口13喷出的物料在空气的浮力下升上到搅拌组件7处，经过搅拌组件7搅拌混合使两者混合均匀，更便于物料在发酵罐内的均匀分布。所述搅拌组件7可为多组安装在搅拌轴上的搅拌叶片，并通过发酵罐罐顶外侧的搅拌电机带动旋转。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种发酵罐，包括设有排气口的罐体、通风管道和补料管道，其特征在于，所述罐体中还设置有用于喷出空气和物料的双路物料喷出装置，所述双路物料喷出装置至少包括进气口、进料口、腔体和喷出口，所述通风管道连接所述进气口，所述补料管道连接所述进料口，所述进气口、所述进料口和所述喷出口均连接所述腔体。

2.根据权利要求1所述的发酵罐，其特征在于，所述喷出口朝向所述排气口的反方向。

3.根据权利要求1所述的发酵罐，其特征在于，在所述双路物料喷出装置的内壁周向上设有螺旋槽。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的发酵罐，其特征在于，在所述腔体中设有用于将所述腔体分成进风腔体和进料腔体的隔板，所述隔板上设有连通口，所述进气口与所述进风腔体连通，所述进料口与所述进料腔体连通，且所述进气口与所述喷出口在所述喷出口轴向上的距离大于所述进料口与所述喷出口在所述喷出口轴向上的距离。

5.根据权利要求4所述的发酵罐，其特征在于，所述连通口的口径和所述喷出口的口径均小于所述腔体的口径，所述隔板为由所述腔体侧壁向所述连通口的曲率逐渐变大的弧形板，所述腔体上设置所述喷出口的一面为由所述腔体侧壁向所述喷出口的曲率逐渐变大的弧形板。

6.根据权利要求4所述的发酵罐，其特征在于，所述连通口和所述喷出口同轴设置。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的发酵罐，其特征在于，所述腔体包括进风腔体和位于所述进风腔体内的进料腔体，所述进气口与所述进风腔体连通，所述进料口与所述进料腔体连通，所述进料腔体的出料口在所述进风腔体内，所述进风腔体的出风口作为所述喷出口。

8.根据权利要求7所述的发酵罐，其特征在于，所述进料腔体的出料口与所述进风腔体的出风口齐平或位于所述进风腔体内。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的发酵罐，其特征在于，在所述罐体内还设置有分散装置，所述分散装置的入口与所述喷出口对应。

10.根据权利要求9所述的发酵罐，其特征在于，所述分散装置至少包括一个扇叶，且所述分散装置通过一固定支架安装在所述罐体内。

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