CN220685143U - 一种气升螺旋流式内循环发酵反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气升螺旋流式内循环发酵反应器，包括：调温夹层罐体，所述调温夹层罐体为倒置的锥形体的形状，所述调温夹层罐体内的中部设置有导流筒；外旋导叶以栓接连接的形式置于所述调温夹层罐体和所述导流筒之间，所述外旋导叶上均匀的分布有垂向孔；内旋阻叶以栓接连接的形式置于所述导流筒的内壁上；扰流组件置于所述调温夹层罐体的下部。本实用新型的发酵液流经所述导流筒的内外两侧的所述内旋阻叶和外旋导叶时产生紊流现象的循环流动，使曝气的气泡快速并且均匀的融入所述调温夹层罐体内的全部发酵液中，气液的混合的效果较好，溶氧效果增强，发酵效率可以有效的提高。

Description

一种气升螺旋流式内循环发酵反应器

技术领域

本实用新型属于发酵装置技术领域，特别涉及一种气升螺旋流式内循环发酵反应器。

背景技术

发酵罐反应器装置常用于发酵反应工序，气升式内循环反应器可以通过气体分布器的上方引入升流管或挡板使流体在发酵罐内形成内循环。气升式发酵罐更适合要求低剪切力的发酵工艺，通过气体分布器上方的膜管逸出的气泡与发酵液流体进行充分的混合进行发酵作业。

现有技术中公开了一种采用膜管曝气的内循环气升式反应器，公开号为：CN103215179A，其直筒状的内循环气升式反应器底部的气体分布器通过多根极细孔径的膜管进行喷出大量的气泡实现暴气，但其暴出的大量气泡极容易在罐底部的发酵液内形成短时的大量的气泡的聚集，其罐底部发酵液内聚集的大量气泡之间极易产生气泡的合并，易导致气液接触的面积减小，使罐底部的发酵液的溶氧效果变差，尤其是在粘度较高的丝状菌发酵时气泡之间更易聚并，会使发酵效率会降低。

实用新型内容

本发明提供一种气升螺旋流式内循环发酵反应器，以解决上述提出的罐底部的发酵液内逸出的大量气泡易聚集合并使发酵液的溶氧效果变差、及发酵效率低的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案是：一种气升螺旋流式内循环发酵反应器，其特征在于，包括：

调温夹层罐体，所述调温夹层罐体为倒置的锥形体的形状，所述调温夹层罐体的上下两端分别设置有稳压罐和弧底盖，所述调温夹层罐体内的中部设置有导流筒；

外旋导叶，以栓接连接的形式置于所述调温夹层罐体和所述导流筒之间，所述外旋导叶上均匀的分布有垂向孔；

内旋阻叶，以栓接连接的形式置于所述导流筒的内壁上；

扰流组件，置于所述调温夹层罐体的下部。

优选的，所述导流筒为柱形的直筒状，所述导流筒的高度小于所述调温夹层罐体的高度，所述导流筒的上沿低于所述调温夹层罐体的上端，所述导流筒的下沿高于所述调温夹层罐体的上端，所述导流筒的轴心线与所述调温夹层罐体的轴心线为重合的同轴心状。

优选的，所述导流筒通过所述外旋导叶与所述调温夹层罐体的内壁进行连接，所述外旋导叶为锥形体的螺旋状，所述外旋导叶均匀的盘旋在所述调温夹层罐体的内壁上。

优选的，所述内旋阻叶为片状的螺旋状，所述内旋阻叶的内孔呈锥形形状，所述内旋阻叶的上端的内孔直接小于下端的内孔直径。

优选的，所述内旋阻叶的盘旋状的螺距小于所述外旋导叶的盘旋状的螺距，所述内旋阻叶的旋向与所述外旋导叶的旋向相反。

优选的，所述扰流组件包括内撑体、环状空气分布器、转轴、密封轴承座、圆顶搅动轮和减速机，所述环状空气分布器通过四周均匀分布的所述内撑体与所述弧底盖的上端固定连接，所述减速机置于所述弧底盖的下部。

优选的，所述转轴的轴心线与所述导流筒的轴心线为重合的同轴心状，所述转轴依次穿过所述环状空气分布器和所述弧底盖并且通过所述密封轴承座进行转动连接，所述减速机通过所述转轴驱动所述圆顶搅动轮进行转动。

优选的，所述环状空气分布器置于所述导流筒的下端，所述环状空气分布器上方的所述圆顶搅动轮置于所述导流筒的内部。

优选的，所述圆顶搅动轮上设置有叶片，所述叶片的倾斜角度为2度至5度，所述叶片均匀的分布在所述圆顶搅动轮的四周。

优选的，所述调温夹层罐体为可通蒸汽或冷水进行调温的罐体状，所述稳压罐和所述弧底盖均与所述调温夹层罐体通过法兰压紧密封条的形式进行栓接连接，所述稳压罐的上方设置有排气孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用锥形倒置的所述调温夹层罐体内通过螺旋的所述外旋导叶连接所述导流筒，当所述减速机驱动所述圆顶搅动轮的叶片旋转时，发酵液从所述导流筒的内部向上流出，再经过所述外旋导叶流回至所述导流筒下端形成发酵液的液流的循环，发酵液流经所述导流筒的内外两侧的所述内旋阻叶和外旋导叶时产生液流的阻扰，可以使流动的发酵液流呈现紊流现象的循环流动，保证所述环状空气分布器喷出的气泡可以充分的与发酵液流进行混合，提升溶氧效果；同时，所述调温夹层罐体底部的所述环状空气分布器喷出的气泡可以通过循环流动的发酵液进行快速的分布散开至液流中，避免了所述调温夹层罐体底部液流产生局部气泡过多的现象发生；另外，发酵液流通过所述圆顶搅动轮的驱动进行均匀流速的强制循环，发酵粘度较高的发酵液流时的仍可以避免罐底部局部气泡过多的现象，提高溶氧效果，使气泡均匀的分布在发酵液流中，发酵效率较高。

附图说明

图1是本实用新型的主视外观示意图；

图2是本实用新型的主剖的结构示意图；

图3是本实用新型的图2的A-A向的剖视放大示意图；

图4是本实用新型的图2的局部放大的结构示意图；

图5是本实用新型的内旋阻叶的示意图；

图6是本实用新型的扰流组件的局部放大的结构示意图；

图7是本实用新型的圆顶搅动轮的示意图；

图8是本实用新型的实施例的示意图；

图中：1调温夹层罐体，11加蒸汽口，12加冷水口，13夹层排液口，14架座，2稳压罐，21排气孔，3弧底盖，31排放口，4导流筒，5外旋导叶，51垂向孔，6内旋阻叶，7扰流组件，71内撑体，72环状空气分布器，721加气管，73转轴，74密封轴承座，75圆顶搅动轮，751叶片，76减速机。

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，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本本实用新型，并不用于限定本实用新型，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置设计。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。实施例中，通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，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，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参照图1至图8所示，本实用新型的一方面提供一种气升螺旋流式内循环发酵反应器，包括：调温夹层罐体1、稳压罐2、弧底盖3、导流筒4、外旋导叶5、内旋阻叶6和扰流组件7。

在下文中，将具体描述根据本发酵反应器的上述部件的部分结构和原理。

参照图1至图8所示，调温夹层罐体1为可通蒸汽或冷水进行调温的罐体状，所述调温夹层罐体1的上端的两侧可以分别留有加蒸汽口11和加冷水口12，所述调温夹层罐体1的下侧一端设置有夹层排液口13，加蒸汽口11、加冷水口12和夹层排液口13便于使用时连接蒸汽和冷水的管线对所述调温夹层罐体1进行调温，保证所述调温夹层罐体1进行发酵作业时提供适合的发酵温度。调温夹层罐体1下部设置有支撑用的环形的架座14。所述调温夹层罐体1的上端通过法兰栓接的形式连接有稳压罐2，稳压罐2为圆柱状的空腔，所述稳压罐2的上方设置有排气孔21。所述调温夹层罐体1的下端采用法兰密封连接的形式连接有弧底盖3，所述弧底盖3为锅底式的弧状，所述弧底盖3的底部一侧设置有排放口31，所述排放口31可以通过闸阀与排放的管路连接。

作为示例，如图2、图3、图4、图5和图8所示，所述调温夹层罐体1为锥形体式的锥柱形状，所述调温夹层罐体1的锥柱形的大口径的一端朝上放置，其锥柱性的小口径的一端朝下，所述调温夹层罐体1的轴心线为垂直状。外旋导叶5均匀的盘旋在所述调温夹层罐体1的内壁上，所述外旋导叶5为锥形体的螺旋状，所述外旋导叶5以栓接连接的形式置于所述调温夹层罐体1内；所述外旋导叶5上均匀的分布有垂向孔51，所述垂向孔51为多个并且均匀的分布在所述外旋导叶5的板面上。所述外旋导叶5内设置有所述导流筒4，所述导流筒4为柱形的直筒状，所述导流筒4的高度小于所述调温夹层罐体1的高度，所述导流筒4的上沿低于所述调温夹层罐体1的上端，所述导流筒4的下沿高于所述调温夹层罐体1的上端，所述导流筒4的轴心线与所述调温夹层罐体1的轴心线为重合的同轴心状。内旋阻叶6以栓接连接的形式置于所述导流筒4的内壁上，所述内旋阻叶6为片状的螺旋状，所述内旋阻叶6的盘旋状的螺距小于所述外旋导叶5的盘旋状的螺距，所述内旋阻叶6的旋向与所述外旋导叶5的旋向相反。参照图5所示，所述内旋阻叶6的内孔呈锥形形状，所述内旋阻叶6的上端的内孔直接D1小于下端的内孔直径D2。

在本实用新型的具体实施例中，并结合图8所示，扰流组件7置于所述调温夹层罐体1的下部，所述扰流组件7包括内撑体71、环状空气分布器72、转轴73、密封轴承座74、圆顶搅动轮75和减速机76，电机通过减速机76与转轴73进行齿轮式的啮合传动来驱动所述圆顶搅动轮75进行转动，所述圆顶搅动轮75使发酵液从所述导流筒4的下端向上流动，所述导流筒4上端流出的发酵液通过所述外旋导叶5的螺旋导引再流至所述导流筒4的下端形成发酵液的循环，所述外旋导叶5上的所述垂向孔51可以流出垂直方向的液流与所述外旋导叶5形成交叉的液流相冲状，可以对流动的发酵液进行混合，并且所述导流筒4内壁上的所述内旋阻叶6也可以对循环流动的发酵液流进行阻扰，使循环的液流呈紊流状的流动循环，可以极大的提高混合的效果，利于发酵。液流循环时，锥形倒置的所述调温夹层罐体1更易于上端的发酵液向下流动，下端发酵液通过所述圆顶搅动轮75进行快速的从所述导流筒4向上流出，保证所述调温夹层罐体1底部不易积流发酵液，发酵液的整体的循环混合效果极好。

参照图1至图8所示，环状空气分布器72通过加气管721可以与外部的高压充气管线进行供气式的连接，所述环状空气分布器72通过四周均匀分布的所述内撑体71与所述弧底盖3的上端固定连接，维修时拆卸较为方便；所述转轴73的轴心线与所述导流筒4的轴心线为重合的同轴心状，所述转轴73依次穿过所述环状空气分布器72和所述弧底盖3并且通过所述密封轴承座74进行转动连接，所述减速机76置于所述弧底盖3的下部，所述减速机76通过所述转轴73驱动所述圆顶搅动轮75进行转动。所述环状空气分布器72置于所述导流筒4的下端，所述环状空气分布器72上方的所述圆顶搅动轮75置于所述导流筒4的内部。作为示例，如图7所示，所述圆顶搅动轮75上设置有叶片751，所述叶片751的倾斜角度∠B为2度至5度；所述叶片751均匀的分布在所述圆顶搅动轮75的四周，所述圆顶搅动轮75在低转速下通过所述叶片751既可以将发酵液流形成循环流动，保证所述环状空气分布器72喷出的气泡可以充分的与发酵液流进行混合，气泡可以与整体的发酵液进行均匀的混合，快速的分布散开至发酵液流中，避免了所述调温夹层罐体1底部液流产生局部气泡过多的现象发生，发酵液流经所述导流筒4的内外两侧的所述内旋阻叶6和外旋导叶5时产生液流的阻扰，可以使流动的发酵液流呈现紊流现象的循环流动，气泡与发酵液的混合效果较好，溶氧效果较好。当发酵液流为发酵粘度较高的发酵液流时，通过所述圆顶搅动轮75的驱动进行均匀流速的强制循环，仍可以有效的避免罐底部发酵液内局部气泡过多的现象，提高溶氧效果，使气泡均匀的分布在发酵液流中，保证发酵效率有效的较高。与现有技术相比，所述环状空气分布器72喷出的气泡可以通过快速流动的循环的发酵液流进行均匀发分布稀释气泡，使发酵液整体的浓度均衡，避免出现局部浓度过高的现象发生，所述扰流组件7的圆顶搅动轮75与环状空气分布器72的结构布局更为合理，发酵液的溶氧的均匀较好。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为主。

Claims (10)

1.一种气升螺旋流式内循环发酵反应器，其特征在于，包括：

调温夹层罐体，所述调温夹层罐体为倒置的锥形体的形状，所述调温夹层罐体的上下两端分别设置有稳压罐和弧底盖，所述调温夹层罐体内的中部设置有导流筒；

外旋导叶，以栓接连接的形式置于所述调温夹层罐体和所述导流筒之间，所述外旋导叶上均匀的分布有垂向孔；

内旋阻叶，以栓接连接的形式置于所述导流筒的内壁上；

扰流组件，置于所述调温夹层罐体的下部。

2.根据权利要求1所述的气升螺旋流式内循环发酵反应器，其特征在于：所述导流筒为柱形的直筒状，所述导流筒的高度小于所述调温夹层罐体的高度，所述导流筒的上沿低于所述调温夹层罐体的上端，所述导流筒的下沿高于所述调温夹层罐体的上端，所述导流筒的轴心线与所述调温夹层罐体的轴心线为重合的同轴心状。

3.根据权利要求2所述的气升螺旋流式内循环发酵反应器，其特征在于：所述导流筒通过所述外旋导叶与所述调温夹层罐体的内壁进行连接，所述外旋导叶为锥形体的螺旋状，所述外旋导叶均匀的盘旋在所述调温夹层罐体的内壁上。

4.根据权利要求1所述的气升螺旋流式内循环发酵反应器，其特征在于：所述内旋阻叶为片状的螺旋状，所述内旋阻叶的内孔呈锥形形状，所述内旋阻叶的上端的内孔直接小于下端的内孔直径。

5.根据权利要求4所述的气升螺旋流式内循环发酵反应器，其特征在于：所述内旋阻叶的盘旋状的螺距小于所述外旋导叶的盘旋状的螺距，所述内旋阻叶的旋向与所述外旋导叶的旋向相反。

6.根据权利要求1所述的气升螺旋流式内循环发酵反应器，其特征在于：所述扰流组件包括内撑体、环状空气分布器、转轴、密封轴承座、圆顶搅动轮和减速机，所述环状空气分布器通过四周均匀分布的所述内撑体与所述弧底盖的上端固定连接，所述减速机置于所述弧底盖的下部。

7.根据权利要求6所述的气升螺旋流式内循环发酵反应器，其特征在于：所述转轴的轴心线与所述导流筒的轴心线为重合的同轴心状，所述转轴依次穿过所述环状空气分布器和所述弧底盖并且通过所述密封轴承座进行转动连接，所述减速机通过所述转轴驱动所述圆顶搅动轮进行转动。

8.根据权利要求7所述的气升螺旋流式内循环发酵反应器，其特征在于：所述环状空气分布器置于所述导流筒的下端，所述环状空气分布器上方的所述圆顶搅动轮置于所述导流筒的内部。

9.根据权利要求7所述的气升螺旋流式内循环发酵反应器，其特征在于：所述圆顶搅动轮上设置有叶片，所述叶片的倾斜角度为2度至5度，所述叶片均匀的分布在所述圆顶搅动轮的四周。

10.根据权利要求1所述的气升螺旋流式内循环发酵反应器，其特征在于：所述调温夹层罐体为可通蒸汽或冷水进行调温的罐体状，所述稳压罐和所述弧底盖均与所述调温夹层罐体通过法兰压紧密封条的形式进行栓接连接，所述稳压罐的上方设置有排气孔。