CN217868677U - 一种气升式微生物肥发酵罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气升式微生物肥发酵罐，包括：导流筒，设置于罐体内，将罐体内腔分隔为降流区和升流区；补气件，设置于升流区的底部；螺旋孔板，设置于升流区内，将升流区分隔为螺旋升流通道，螺旋孔板的底面设置有若干个导流板，导流板与进流侧的螺旋孔板底面夹设有锐角夹角。该气升式微生物肥发酵罐设置有导流板，通过导流板将螺旋上升通道中的顶层液流强制导入上层通道中，顶层液流中包含较多尺寸较大的气泡，强制导流助推气泡通过孔板并被割裂破碎成小气泡，小气泡沿导流板的进液方向随液流分散，最终减少发酵罐内顶层积聚的泡沫量，强制导流还能加剧升流区整体的紊流，有利于维持微生物肥发酵所需的溶氧量。

Description

一种气升式微生物肥发酵罐

技术领域

本实用新型涉及发酵设备技术领域，具体涉及一种气升式微生物肥发酵罐。

背景技术

微生物肥是以微生物的生命活动为中心，使得作物得到特定肥料效应的一种制品，其中含有大量的有益微生物。以上微生物通过在土壤中或者植物体上的生命活动，改善作物的营养条件，固定大气中的氮素或者活化土壤中某些无效态的营养元素，进而促进作物生产。

好氧发酵中通气为必备条件，能为菌类提供足够的氧气。包括补气装置的发酵设备通常分为机械搅拌式和气升式两种，其中气升式反应器结构更简单，并且设备中发酵发酵液的流动性更均匀。CN106552560A中公开了一种带螺旋多孔筛板的气升式反应器，导流筒将反应器内腔分隔为圆柱形导流通道和环隙形导流通道，环隙形导流通道为上升段，底部设置有补气件，并且环隙形导流通道中设置有螺旋多孔筛板。环隙形导流通道中上行的液流与沿螺旋上升的液流交互影响形成紊流，较大的气泡也有筛孔分割成小气泡，圆柱形导流通道中的液流下行，形成导流筒内外的液流升降循环。

发酵培养基中本身含有表面活性物质例如表面活性蛋白类、油类、脂肪酸、酯类、聚乙二醇和硅氧烷等，加之发酵过程中会产生具有表面活性的产物，通气的气泡浮出液面后会因表面活性物质而难以破灭，进而积聚增多。气泡的割裂、聚并决定了发酵罐顶层积聚的泡沫量。CN106552560A中紊流在螺旋多孔筛板以上的影响范围较小，应用于微生物肥发酵罐，气泡聚并多，导致反应容器顶层积聚泡沫量大。

如何进一步减少积聚泡沫量，并维持发酵罐良好的溶氧，是微生物肥发酵中面临的主要技术问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种气升式微生物肥发酵罐，导流板将螺旋上升通道中的顶层液流强制导入上层通道中，加剧上层通道的紊流，提高发酵罐的气液传质效率。

为了实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种气升式微生物肥发酵罐，包括：

导流筒，设置于罐体内，将罐体内腔分隔为降流区和升流区；

补气件，设置于所述升流区的底部；

螺旋孔板，设置于升流区内，将所述升流区分隔为螺旋升流通道，

所述螺旋孔板的底面设置有若干个导流板，所述导流板与进流侧的所述螺旋孔板底面夹设有锐角夹角。

优选的技术方案为，所述螺旋孔板包括依次连接的底段、中间段和顶段，所述导流板设置于所述中间段和顶段。

优选的技术方案为，沿所述导流筒的轴向，所述导流板与所述螺旋孔板底面的最大距离与螺旋孔板的螺距之比为（0.2～0.4）：1。

优选的技术方案为，所述导流板与所述螺旋孔板底面的最大距离与螺旋孔板的螺距之比沿导流筒底端至顶端逐渐增加。

优选的技术方案为，所述导流板与所述螺旋孔板底面的锐角夹角为20～45°。

优选的技术方案为，所述升流区位于所述导流筒的外周，所述降流区位于所述导流筒内。

优选的技术方案为，所述螺旋孔板顶端一周均匀分布设置有至少三个导流板。

优选的技术方案为，所述导流筒的底段设置有侧向过液孔。

本实用新型的优点和有益效果在于：

该气升式微生物肥发酵罐设置有导流板，通过导流板将螺旋上升通道中的顶层液流强制导入上层通道中，顶层液流中包含较多尺寸较大的气泡，强制导流助推气泡通过孔板并被割裂破碎成小气泡，小气泡沿导流板的进液方向随液流分散，最终减少发酵罐内顶层积聚的泡沫量；

强制导流还能加剧升流区整体的紊流，有利于维持微生物肥发酵所需的溶氧量。

附图说明

图1是实施例气升式微生物肥发酵罐的结构示意图；

图2是实施例气升式微生物肥发酵罐中导流筒和罐体的立体结构示意图；

图3是实施例气升式微生物肥发酵罐的结构示意图；

图4是图3中A的局部放大图；

图中：1、导流筒；2、补气件；3、螺旋孔板；4、罐体；5、导流板；51、第一导流板；52、第二导流板；6、侧向过液孔；a、降流区；b、升流区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1-2所示，气升式微生物肥发酵罐包括导流筒1、补气件2、螺旋孔板3；导流筒1设置于罐体4内，导流筒1将罐体4内腔分隔为降流区a和升流区b；补气件2设置于升流区b的底部；螺旋孔板3设置于升流区b内，将升流区b分隔为螺旋升流通道，螺旋孔板3的底面设置有若干个导流板5，导流板5与进流侧的螺旋孔板3底面夹设有锐角夹角。

图1中，升流区b位于导流筒1的外周，降流区a位于导流筒1内；补气件2的排气口成环形分布于升流区b的底部；上层发酵液中部分进入导流板5上方，沿螺旋上升方向穿过螺旋孔板3，与上层发酵液交汇形成紊流。经由导流板5导向上层的发酵液越多，紊流越剧烈，即紊流强度增加，利于大气泡经由孔板分割所得小气泡的弥散。导流板5的厚度趋薄设置，或者剪切分割液流的导流板5侧边趋薄设置，均有助于降低液流阻力。

如图1-2所示，在另一实施例中，螺旋孔板3包括依次连接的底段、中间段和顶段，导流板5设置于中间段和顶段。图中螺旋孔板3圈数为3，导流板5固定设置于顶层以及位于中间层的360°螺旋曲面下方。顶层360°螺旋曲面下方的导流板5为第一导流板51，中间层360°螺旋曲面下方的导流板5为第二导流板52。

如图1-2所示，在另一实施例中，沿导流筒1的轴向，导流板5与螺旋孔板3底面的最大距离与螺旋孔板3的螺距之比为（0.2～0.4）：1。导流板5与螺旋孔板3底面的最大距离与螺旋孔板3的螺距之比过大，则会明显破坏液流的螺旋上升路径，导致液流上升路径缩短，缩短气泡与上升液流的传质时间。导流板5具有成对的第一侧边，其中一第一侧边与螺旋孔板3底面连接，另一第一侧边间隔设置于螺旋孔板3的下方，导流板5与螺旋孔板3底面的最大距离即指另一第一侧边与螺旋孔板3的间距，该间距为沿螺距方向。图1中第一导流板51、第二导流板52与螺旋孔板3底面的最大距离相同。

如图3所示，在另一实施例中，导流板5与螺旋孔板3底面的最大距离与螺旋孔板3的螺距之比沿导流筒1底端至顶端逐渐增加。即图中第一导流板51与螺旋孔板3底面的最大距离大于第二导流板52与螺旋孔板3底面的最大距离。以上结构利于破坏液流在进入导流筒1内部降流区a的旋涡。基于以上破坏旋涡的等效替代，还可以增加第一导流板51的数量。

可选的，导流板5与螺旋孔板3底面的锐角夹角为20～45°。

为了进一步优化破坏旋涡的效果，如图1所示，在另一实施例中，螺旋孔板3顶端一周均匀分布设置有四个导流板5。导流板5的数量还可以为三个、五个甚至更多，取决于导流筒1的尺寸、导流板5的尺寸以及其与螺旋孔板3底面的夹角。

如图3-4所示，在另一实施例中，导流筒1的底段设置有侧向过液孔6。具体的，侧向过液孔6设置于螺旋孔板3的下方。

作为替代方案，还可以将升流区b设置于导流筒1内，降流区a设置于导流筒1外周，相应的，补气装置也须设置于导流筒1内腔的底部。

实施例气升式微生物肥发酵罐的工作过程为：

补气装置将高速空气以小气泡鼓入升流区b，升流区b内的发酵液密度较小，降流区a含气泡少，密度较大，以上密度差在发酵罐内形成环流。升流区b中小气泡聚并形成大气泡，部分大气泡随液流进入导流板5与上层的螺旋孔板3之间，在上升和螺旋液流的冲击作用下分散成小气泡；一部分大气泡上升至导流板5底部，经由螺旋升流通道中的液流导入下一个导流板5与上层的螺旋孔板3之间。

含有小气泡的液流经侧向过液孔6进入降流区a，随下降液流进入升流区b中，增加气液传质的路径长度。

气升式微生物肥发酵罐调控螺旋上升液流中紊流程度，减少发酵罐内顶层积聚的泡沫量，适于液体微生物肥发酵。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种气升式微生物肥发酵罐，包括：

导流筒，设置于罐体内，将罐体内腔分隔为降流区和升流区；

补气件，设置于所述升流区的底部；

螺旋孔板，设置于升流区内，将所述升流区分隔为螺旋升流通道，其特征在于：

所述螺旋孔板的底面设置有若干个导流板，所述导流板与进流侧的所述螺旋孔板底面夹设有锐角夹角。

2.根据权利要求1所述的气升式微生物肥发酵罐，其特征在于，所述螺旋孔板包括依次连接的底段、中间段和顶段，所述导流板设置于所述中间段和顶段。

3.根据权利要求1所述的气升式微生物肥发酵罐，其特征在于，沿所述导流筒的轴向，所述导流板与所述螺旋孔板底面的最大距离与螺旋孔板的螺距之比为（0.2～0.4）：1。

4.根据权利要求3所述的气升式微生物肥发酵罐，其特征在于，所述导流板与所述螺旋孔板底面的最大距离与螺旋孔板的螺距之比沿导流筒底端至顶端逐渐增加。

5.根据权利要求1所述的气升式微生物肥发酵罐，其特征在于，所述导流板与所述螺旋孔板底面的锐角夹角为20～45°。

6.根据权利要求4所述的气升式微生物肥发酵罐，其特征在于，所述升流区位于所述导流筒的外周，所述降流区位于所述导流筒内。

7.根据权利要求6所述的气升式微生物肥发酵罐，其特征在于，所述螺旋孔板顶端一周均匀分布设置有至少三个导流板。

8.根据权利要求2所述的气升式微生物肥发酵罐，其特征在于，所述导流筒的底段设置有侧向过液孔。

9.根据权利要求1所述的气升式微生物肥发酵罐，其特征在于，所述螺旋孔板的孔径为5～30mm。

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