KR20190098686A - a fermentation equipment with the air sparger using stirrer's axis - Google Patents

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KR20190098686A
KR20190098686A KR1020180163693A KR20180163693A KR20190098686A KR 20190098686 A KR20190098686 A KR 20190098686A KR 1020180163693 A KR1020180163693 A KR 1020180163693A KR 20180163693 A KR20180163693 A KR 20180163693A KR 20190098686 A KR20190098686 A KR 20190098686A
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전영철
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주식회사 셀텍
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    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
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    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers

Abstract

The present invention relates to a fermentation apparatus and, more specifically, to a fermentation apparatus provided with an air sparger using a stirring shaft, instead of a stationary air sparger, when ventilating the fermentation apparatus. The present invention provides a fermentation apparatus provided with an air sparger using a stirring shaft, the fermentation apparatus comprising: a reactor (110), a stirrer (120), a stirring motor (130), a lid unit (140), a shaft-type air injection portion (170), and a spray unit (180). Furthermore, the present invention provides a fermentation apparatus provided with an air sparger using a stirring shaft, wherein the shaft-type air injection portion (170) includes an air inlet (171), a motor-shaft air vent (172), and a stirring-shaft air vent (173).

Description

교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치{a fermentation equipment with the air sparger using stirrer's axis}Fermentation apparatus with an air sparger using a stirring shaft {a fermentation equipment with the air sparger using stirrer's axis}

본 발명은 발효장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 발효장치에 에어 통기시 고정식 에어 스파저 대신 교반축을 이용한 에어 스파저(sparger)를 구비한 발효장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fermentation apparatus, and more particularly, to a fermentation apparatus having an air sparger using a stirring shaft instead of a fixed air sparger when air is aerated.

일반적으로 발효장치는 미생물을 이용하여 발효시키는 장치 또는 수단을 의미한다.In general, the fermentation device means a device or means for fermentation using microorganisms.

따라서 미생물은 호기성, 혐기성, 통기성 미생물을 사용할 수 있으며 일반적으로 호기성 미생물을 이용하여 발효를 할 수가 있다.Therefore, the microorganism can use aerobic, anaerobic, breathable microorganisms and generally can be fermented using aerobic microorganisms.

따라서 호기성 미생물을 사용하는 발효조 내부에 에어(공기)를 통기시키는 에어 스파저를 이용하여 공기를 발효조 내부에 주입시킬 수 있게 된다.Therefore, it is possible to inject air into the fermenter by using an air sparger through which air (air) is introduced into the fermenter using the aerobic microorganisms.

이와 같이 통상의 발효조는 고정식 에어 스파저를 사용하기 때문에 공기를 발효조 내부의 배양액에 잘 분산시키기 어려운 실정이다.As such, since a conventional fermenter uses a fixed air sparger, it is difficult to disperse air in the culture medium inside the fermenter.

또한 발효장치 내에서 섞음을 용이하게 해주는 다양한 형상의 임펠러를 교반축에 연결하고, 이를 모터 및 감속기의 모터축에 플랜지로 연결하여, 모터가 작동함에 따라 임펠러가 교반조 내의 내용물을 교반하면서 혼합한다.In addition, by connecting the impeller of various shapes to facilitate the mixing in the fermentor to the stirring shaft, and the flange to the motor shaft of the motor and the reducer, the impeller is mixed while stirring the contents of the stirring tank as the motor operates .

즉, 교반기는 발효장치 내의 발효 내용물을 잘 혼합시키는 기능 및 공기를 발효 내용물에 잘 분산시키는 기능을 수행하게 된다.That is, the stirrer performs a function of well mixing the fermentation contents in the fermentation apparatus and a function of dispersing air well in the fermentation contents.

관련된 선행기술로 등록특허 10-1815691호(발효조의 교반장치)는 "발효조의 상부에 설치되어 발효조의 내부에서 원료를 발효시키면서 교반하는 발효조의 교반장치로서, 상기 발효조의 상부에 밀폐하도록 설치된 커버부(10); 상기 커버부(10)의 상부에 설치되어, 회전구동력을 제공하는 회전구동부(20); 상기 회전구동부(20)에 연결되며, 상기 커버부(10)의 하부에 회전가능하게 설치된 회전부(30); 상기 회전부(30)에 함께 회전되도록 설치되어, 원료를 교반하는 교반부(40); 및 상기 커버부(10)의 상부에 설치되어, 상기 회전부(30)의 회전시간 및 회전속도를 조절하도록 상기 회전구동부(20)를 제어하는 회전제어부(50);를 포함하고, 상기 커버부(10)는,Patent No. 10-1815691 (Stirring device of the fermentation tank) is related to the prior art related to "a stirring device of the fermentation tank which is installed on the upper portion of the fermentation tank and stirred while fermenting the raw materials in the fermentation tank, the cover portion installed to be sealed on the top of the fermentation tank A rotation driving unit 20 installed at an upper portion of the cover unit 10 to provide a rotation driving force; connected to the rotation driving unit 20 and rotatably installed at a lower portion of the cover unit 10. Rotating portion 30; The rotating portion 30 is installed to rotate together, the stirring portion 40 for stirring the raw material; and the upper portion of the cover portion 10, the rotation time and rotation of the rotating portion 30 Rotation control unit 50 for controlling the rotation driving unit 20 to adjust the speed, the cover unit 10,

상기 발효조의 상부에 개폐하는 커버; 상기 커버의 하부 둘레에 설치되어, 상기 커버와 상기 발효조 사이를 실링하는 실링편; 상기 커버 또는 상기 발효조의 외곽 둘레에 설치되어 상기 커버와 상기 발효조를 서로 탈부착시키는 탈착편; 상기 커버의 상부에 설치되어 상기 회전구동부(20)를 탈부착시키는 고정브래킷; 및 상기 고정브래킷의 외곽 둘레에 설치되어, 상기 고정브래킷에 상기 회전구동부(20)와 상기 회전제어부(50)를 탈부착시키는 고정편;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발효조의 교반장치"를 제공한바 있다.A cover which opens and closes at an upper portion of the fermentation tank; A sealing piece installed around the bottom of the cover to seal between the cover and the fermenter; Desorption pieces are installed around the outer periphery of the cover or the fermentation tank to detach the cover and the fermentation tank to each other; A fixing bracket installed on an upper portion of the cover to attach and detach the rotary driving unit 20; And a fixing piece installed around the outer side of the fixing bracket to attach and detach the rotating driving part 20 and the rotating control part 50 to the fixing bracket. .

상기한 종래기술 및 선행기술의 발효장치의 경우 반응조에 통기를 할 경우 고정식 에어 스파저를 사용하기 때문에 공기가 반응조 내부의 배양액에 잘 분산시키지 못하는 문제점이 있어 배양액의 균질적이고 양호한 성장에 저해가 되는 문제점이 있다.In the case of the fermentation apparatus of the prior art and the prior art described above, a fixed air sparger is used to vent the reaction tank so that air does not disperse well in the culture medium inside the reaction tank, which inhibits the homogeneous and good growth of the culture medium. There is a problem.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명은 상기한 교반기에 에어 스파저의 공기 유입부를 형성시키고 교반기의 하단부에 분사부를 형성하여 공기를 반응조 내부의 배양액에 잘 분산시키도록 하는 교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치를 제공하고자 한다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the present invention is to form an air inlet of the air sparger to the stirrer and to form an injection portion in the lower end of the stirrer to disperse the air well in the culture medium inside the reactor It is to provide a fermentation apparatus having an air sparger using a stirring shaft.

본 발명은 상기한 문제점 및 요구를 해결하기 위하여,The present invention to solve the above problems and needs,

반응조(110), 교반기(120), 교반모터(130), 뚜껑부(140), 샤프트형 공기유입부(170), 분사부(180)를 포함한 교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치를 제공한다.A fermentation apparatus having an air sparger using a stirring shaft including a reaction tank 110, a stirrer 120, a stirring motor 130, a lid 140, a shaft-type air inlet 170, and an injection unit 180. to provide.

또한 본 발명은 상기한 샤프트형 공기유입부(170)는 공기주입구(171), 모터축 공기유통구(172), 교반축 공기유통구(173)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치를 제공한다.In addition, the present invention, the shaft-type air inlet 170, the air using the stirring shaft, characterized in that it comprises an air inlet 171, the motor shaft air inlet 172, the stirring shaft air inlet 173 Provided is a fermentation apparatus having a sparger.

본 발명에 따른 교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치는 교반기에 에어 스파저의 공기 유입부를 형성시키고 교반기의 하단부에 분사부를 형성하여 공기를 반응조 내부의 배양액에 잘 분산시키도록 한 점이 기술적 특징으로서,Fermentation apparatus having an air sparger using the stirring shaft according to the present invention is characterized in that the air inlet portion of the air sparger in the stirrer and the injection portion formed in the lower end of the stirrer to disperse the air in the culture medium in the reaction vessel as a technical feature ,

종래의 고정식 에어스파저에 의한 에어 주입에 따른 배양액의 균질적이고 양호한 성장에 저해가 되는 문제점이 현저히 해결되는 효과가 나타난다.The problem of inhibiting the homogeneous and good growth of the culture solution according to the air injection by the conventional fixed air sparger is remarkably solved.

또한 본 발명에 따른 교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치의 분사관부의 내부에 통기구가 형성되어 있고 봉 형태로 형성되어 있어서 교반기가 교반하는 경우 함께 회전하게 되어 발효액 또는 배양액을 교반시키는 기능을 수행하고, 교반기의 하단부에 분사부를 형성하여 공기유입부를 통하여 유입된 공기가 모터축 공기유통구와 교반축 공기유통구를 통하여 분사부로 분출되게 되는 작용으로 반응조 내부의 배양액에 공기가 현저히 분산 및 흡수되도록 하는 효과가 나타난다.In addition, the vent is formed in the injection tube portion of the fermentation apparatus equipped with an air sparger using the stirring shaft according to the present invention is formed in the form of a rod so that when the stirrer is stirred to rotate together to agitate the fermentation broth or culture medium And forming an injection unit at the lower end of the stirrer so that the air introduced through the air inlet is ejected to the injection unit through the motor shaft air inlet and the stirring shaft air inlet so that the air is significantly dispersed and absorbed in the culture medium inside the reactor. Effect.

도 1은 본 발명의 발효장치.
도 2는 본 발명에 따른 발효기 교반기용 메카니컬 씰 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 발효기 교반기용 메카니컬 씰의 세부도.
도 3b는 본 발명에 따른 발효기 교반기용 메카니컬 씰의 일 실시 예의 평면 구조도.
도 3c는 본 발명에 따른 발효기 교반기용 메카니컬 씰의 내부 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치의 구조도.1 is a fermentation apparatus of the present invention.
Figure 2 is a mechanical seal configuration for the fermentor agitator according to the present invention.
Figure 3 is a detailed view of the mechanical seal for the fermentor stirrer according to the present invention.
Figure 3b is a plan view of an embodiment of the mechanical seal for the fermentor agitator according to the present invention.
Figure 3c is an internal configuration of the mechanical seal for the fermentor agitator in accordance with the present invention.
4 is a structural diagram of a fermentation apparatus having an air sparger using a stirring shaft according to the present invention.

이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명의 발효장치는 반응조(110), 교반기(120), 교반모터(130), 뚜껑부(140), 메카니컬씰(150), 다리부(160)를 포함하여 구성되어 있다.The fermentation apparatus of the present invention comprises a reaction tank 110, a stirrer 120, a stirring motor 130, a lid 140, a mechanical seal 150, a leg 160.

본 발명은 반응조(110), 교반기(120), 교반모터(130), 뚜껑부(140), 샤프트형 공기유입부(170), 분사부(180)를 포함한 교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치를 제공한다.The present invention includes an air sparger using a stirring shaft including a reaction tank 110, a stirrer 120, a stirring motor 130, a lid 140, a shaft-type air inlet 170, and an injection unit 180. Provide fermentation apparatus.

또한, 본 발명은 반응조(110), 교반기(120), 교반모터(130), 뚜껑부(140), 메카니컬씰(150), 다리부(160), 샤프트형 공기유입부(170), 분사부(180)를 포함한 교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치를 제공한다.In addition, the present invention, the reaction tank 110, the stirrer 120, the stirring motor 130, the lid 140, the mechanical seal 150, the leg 160, the shaft type air inlet 170, spraying Provided is a fermentation apparatus having an air sparger using a stirring shaft including 180.

본 발명의 에어 스파저는 발효조 내부에 에어(공기)를 통기시키는 장치 또는 수단을 의미하는 것으로, 본 발명은 교반기에 발효조 내부로 공기를 유입시키는 공기유입부가 형성되어 있어 에어 스파저의 기능을 수행하게 되는 것이다.The air sparger of the present invention refers to a device or means for venting air (air) inside the fermentation tank, and the present invention is to form an air inlet for introducing air into the fermenter in the stirrer to perform the function of the air sparger will be.

도 1에서 보는 것처럼, 본 발명에서 상기한 반응조(110)는 발효 미생물 또는 발효 내용물이 유입되어 교반을 통하여 반응을 하도록 하는 장치 또는 수단을 의미하며 통상의 회분식 탱크로 되어 있다.As shown in Figure 1, the reaction tank 110 in the present invention means a device or means for allowing the fermentation microorganisms or the fermentation contents to be introduced to react through the stirring and is a conventional batch tank.

본 발명의 교반기(120)는 반응조 내부의 내용물을 혼합시키는 장치 또는 수단을 의미하며 교반모터(130)에서 회전 동력을 인입받아 회전하는 기능을 수행하게 된다.The stirrer 120 of the present invention means a device or means for mixing the contents of the reaction tank and performs a function of rotating by receiving the rotational power from the stirring motor 130.

본 발명의 교반모터(130)는 감속기, 모터 등으로 구성되어 회전력을 발생시키는 장치 또는 수단을 의미한다.Stirring motor 130 of the present invention is composed of a reducer, a motor, etc. means a device or means for generating a rotational force.

교반모터(130)는 교반기와 연결되어 있으며, 바람직하게는 반응조의 상부에 설치되어 있어 회전동력을 교반기에 전달하게 된다.The stirring motor 130 is connected to the stirrer, and is preferably installed on the upper portion of the reaction tank to transmit the rotating power to the stirrer.

본 발명의 뚜껑부(140)는 반응조(110)의 입구를 닫고 여는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.Lid 140 of the present invention means a device or means for performing the function of closing and opening the inlet of the reactor (110).

뚜껑부(140)를 열어서 발효 미생물 또는/및 반응 내용물을 반응조로 유입시키고 뚜껑부(140)를 닫아서 반응조에서 발효를 하도록 밀폐시키게 된다.The lid 140 is opened to introduce the fermentation microorganisms and / or reaction contents into the reactor, and the lid 140 is closed to seal the fermentation in the reactor.

본 발명은 상기한 뚜껑부(140)에 교반모터(130)가 장착되어 있고, 상기한 교반모터(130)에 교반기(120)가 연결되어 있어서 교반모터의 회전동력이 교반기에 전달되게 된다.In the present invention, the stirring motor 130 is mounted on the lid 140, and the stirring motor 130 is connected to the stirring motor 130 so that the rotational power of the stirring motor is transmitted to the stirring machine.

본 발명의 교반기(120)는 교반축(121), 교반패들(122)이 포함되어 구성되어 있다.Stirrer 120 of the present invention is configured to include a stirring shaft 121, a stirring paddle 122.

상기한 교반기(120)의 교반축(121)은 교반모터(130)의 모터축(131)과 연결되어 있어서 회전동력이 모터축으로부터 교반축으로 전달되게 되는데, 뚜껑부(140)에 형성된 메카니컬씰(150)을 통하여 교반축(121)과 모터축(131)이 연결되게 된다.The stirring shaft 121 of the stirrer 120 is connected to the motor shaft 131 of the stirring motor 130 so that the rotational power is transferred from the motor shaft to the stirring shaft, the mechanical seal formed on the lid 140 The stirring shaft 121 and the motor shaft 131 are connected through 150.

즉, 뚜껑부(140)는 밀폐의 기능이 중요하며, 반응조는 반응조 외부로부터 교반기에 회전동력을 전달받아야 하기 때문에 뚜껑부(140)에 메카니컬씰(150)을 형성하여 회전동력이 전달되도록 하게 된다.That is, the lid 140 is important to the function of sealing, the reaction tank is to receive the rotational power to the stirrer from the outside of the reaction tank to form a mechanical seal 150 in the lid 140 so that the rotational power is transmitted. .

종래의 발효장치의 경우 호기성 미생물을 사용하는 반응조(발효조) 내부에 에어(공기)를 통기시키는 경우 고정식 에어 스파저를 이용하여 공기를 반응조 내부에 주입시킬 수 있게 된다.In the case of a conventional fermentation apparatus, when the air (air) is vented inside the reaction tank (fermentation tank) using aerobic microorganisms, it is possible to inject air into the reaction tank using a fixed air sparger.

이와 같이 통상의 발효장치의 경우 반응조에 통기를 할 경우 고정식 에어 스파저를 사용하기 때문에 공기가 반응조 내부의 배양액에 잘 분산시키지 못하는 문제점이 있어 배양액의 균질적이고 양호한 성장에 저해가 되는 문제점이 있다.As such, in the case of a conventional fermentation apparatus, when aeration is used in the reaction tank, the air does not disperse well in the culture medium inside the reaction tank, and thus there is a problem in that it inhibits the homogeneous and good growth of the culture solution.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명은 상기한 교반기(120)에 에어 스파저의 공기 유입부를 형성시키고 교반기의 하단부에 분사부를 형성하여 공기를 반응조 내부의 배양액에 잘 분산시키도록 한 점이 기술적 특징이다.The present invention has been made to solve the above problems, the present invention is to form an air inlet of the air sparger in the stirrer 120 and to form an injection portion in the lower end of the stirrer to disperse the air well in the culture medium inside the reactor One of the technical features is

본 발명은 샤프트형 공기유입부(170)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the shaft-shaped air inlet 170 is formed.

본 발명의 샤프트형 공기유입부(170)는 공기주입구(171), 모터축 공기유통구(172), 교반축 공기유통구(173)를 포함하여 구성되어 있다.The shaft type air inlet 170 of the present invention includes an air inlet 171, a motor shaft air inlet 172, and a stirring shaft air inlet 173.

본 발명의 상기한 공기주입구(171)는 에어컴프레서 등과 연결되어 있어 이러한 공기유입부를 통하여 반응조 내부에 공기를 유입시키게 된다.The air inlet 171 of the present invention is connected to an air compressor and the like to introduce air into the reaction tank through the air inlet.

본 발명의 상기한 모터축 공기유통구(172)는 모터축(131) 내부에 형성된 공기 통로를 의미한다.The motor shaft air outlet 172 of the present invention means an air passage formed inside the motor shaft 131.

본 발명의 상기한 교반축 공기유통구(173)는 교반기의 교반축(121) 내부에 형성된 공기 통로를 의미한다.The stirring shaft air flow port 173 of the present invention means an air passage formed inside the stirring shaft 121 of the stirrer.

도 4에서 보는 것처럼, 본 발명의 공기유입부(170)의 구성은 교반모터(130)의 모터축(131)의 상단에 공기주입구(171)가 형성되어 있고, 모터축(131) 내부에 모터축 공기유통구(172)가 형성되어 있으며, 교반기(120)의 교반축(121)의 내부에 교반축 공기유통구(173)가 형성되어 있어서, 서로 모터축 공기유통구와 교반축 공기유통구가 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하여 이곳으로 공기가 반응조 내부로 유입되게 되는 구조로 이루어져 있다.As shown in Figure 4, the configuration of the air inlet 170 of the present invention is the air inlet 171 is formed on the upper end of the motor shaft 131 of the stirring motor 130, the motor inside the motor shaft 131 A shaft air flow port 172 is formed, a stirring shaft air flow port 173 is formed inside the stirring shaft 121 of the agitator 120, so that the motor shaft air flow port and the stirring shaft air flow port are mutually It is characterized in that it is connected to each other is made of a structure in which air is introduced into the reaction vessel to the place.

본 발명은 상기한 교반기의 하단부에 분사부(180)를 형성하여 공기유입부를 통하여 유입된 공기가 모터축 공기유통구와 교반축 공기유통구를 통하여 분사부로 분출되게 된다.In the present invention, the injection unit 180 is formed at the lower end of the agitator so that air introduced through the air inlet unit is ejected to the injection unit through the motor shaft air inlet port and the stirring shaft air inlet port.

본 발명의 분사부(180)는 통상의 공기를 분시시키는 장치 또는 수단이며, 분사관부(181), 노즐부(182)를 포함하여 구성되어 있다.The injection unit 180 of the present invention is a device or means for dividing ordinary air, and is configured to include an injection pipe unit 181 and a nozzle unit 182.

도 4에서 보는 것처럼, 본 발명의 분사관부(181)는 내부에 통기구가 형성되어 있고 봉 형태로 형성되어 있어서 교반기가 교반하는 경우 함께 회전하게 되어 발효액 또는 배양액을 교반시키는 기능을 수행하면서 공기를 분사하게 된다.As shown in Figure 4, the injection pipe portion 181 of the present invention is formed in the air vent and formed in the rod shape is rotated when the stirrer is stirred to inject air while performing a function of stirring the fermentation broth or culture medium Done.

본 발명의 노즐부(182)는 미세한 구멍이 형성된 장치로서 이곳을 통하여 공기가 미세하게 발효액 또는 배양액에 분사되는 기능이 수행되게 된다. The nozzle unit 182 of the present invention is a device with a fine hole is formed through which the air is finely sprayed into the fermentation broth or culture medium.

따라서 종래의 발효장치는 에어 통기시 고정식 에어 스파저를 사용하게 됨에 따라 공기가 반응조 내부의 배양액에 잘 분산시키지 못하는 문제점이 있어 배양액의 균질적이고 양호한 성장에 저해가 되는 문제점이 있었는데,Therefore, the conventional fermentation device has a problem that the air does not disperse well in the culture medium inside the reaction tank as the fixed air sparger is used during the aeration of air, which hinders the homogeneous and good growth of the culture medium.

본 발명의 상기한 구성으로 인하여 교반기가 교반하는 경우 분사관부가 함께 회전하게 되면서 공기를 교반기 하단부에서 유입시키게 되는 기능으로 발효액 또는 배양액에 공기 전달을 효과적으로 수행하게 된다.Due to the above-described configuration of the present invention, when the stirrer is agitated, the spray pipe part rotates together, and the air is effectively introduced into the fermentation broth or the culture medium as the air flows from the lower end of the stirrer.

도 3에서 보는 것처럼, 종래의 메카니컬씰(150)은 교반축(121)과 모터축(131)이 연결된 연결회전축(151)에 형성된 씰(seal)이 연결회전축(151)의 지속적인 회전에 의하여 발생한 마찰열에 의하여 드라이 러닝(dry running)이 발생되어 씰이 파손되는 문제점이 발생하게 되며, 씰이 파손되면 반응조로부터의 내용물이 누설되는 문제점, 공기의 유입의 문제점 등 반응조의 다양한 문제점이 노출되게 된다.As shown in FIG. 3, the conventional mechanical seal 150 has a seal formed on the connecting shaft 151 to which the stirring shaft 121 and the motor shaft 131 are connected by the continuous rotation of the connecting shaft 151. Dry running is generated by frictional heat, which causes a problem that the seal is broken, and when the seal is broken, various problems of the reaction tank are exposed such as a problem of leakage of contents from the reaction tank and a problem of inflow of air.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 메카니컬씰(150)이 연결회전축(151)의 지속적인 회전에 의하여 발생한 마찰열을 제거하는 기능을 수행하여 씰의 드라이 러닝을 방지하고 그에 따라 씰이 파손되면 반응조로부터의 내용물이 누설되는 문제점, 공기의 유입의 문제점 등 반응조의 다양한 문제점을 해결하게 하는 기술적 특징이 있는 메카니컬씰(150)을 제공하게 된다.The present invention has been made in order to solve the above problems, the mechanical seal 150 performs the function of removing the frictional heat generated by the continuous rotation of the connecting shaft 151 to prevent the dry running of the seal and thereby damage the seal When the contents are leaked from the reactor, the mechanical seal 150 has a technical feature to solve the various problems of the reactor, such as the problem of inflow of air.

본 발명의 발효기 교반기용 메카니컬 씰(150)은 냉각수순환부(210), 순환수냉각부(220), 냉각장치(230), 공기주입부(240), 스팀주입부(250)가 부가된 것을 특징으로 한다.Mechanical seal 150 for the fermentor stirrer of the present invention is characterized in that the cooling water circulation unit 210, circulating water cooling unit 220, cooling device 230, air injection unit 240, steam injection unit 250 is added It is done.

즉, 본 발명의 발효기 교반기용 메카니컬 씰(150)은 메카니컬씰에 냉각수를 공급하여 메카니컬씰의 씰에서 발생하는 마찰열을 냉각시켜 줌에 따라 씰이 마찰열에 의하여 닳거나 손상되는 것을 방지하는 기능을 수행하게 하는 것을 특징으로 하게 되는 것이다.That is, the mechanical seal 150 for the fermentor stirrer of the present invention supplies cooling water to the mechanical seal to cool the frictional heat generated from the seal of the mechanical seal, thereby preventing the seal from being worn or damaged by the frictional heat. It is to be characterized by.

도 3b 및 도 3c에서 보는 것처럼, 본 발명의 발효기 교반기용 메카니컬 씰(150)은 냉각수가 유입되는 냉각수유입구(152), 냉각수가 유출되는 냉각수유출구(153)가 형성되어 있으며, 메카니컬 씰(150)에는 주입구(154)가 형성되어 있고 냉각수유입구(152)와 냉각수유출구(153)가 주입구(154)와 연결되어 있어서 냉각수가 메카니컬씰의 씰로 유입되고 유출되는 작용을 하게 된다.As shown in Figure 3b and Figure 3c, the mechanical seal for fermentor stirrer 150 of the present invention is formed with a coolant inlet 152 through which the coolant flows, a coolant outlet 153 through which the coolant flows out, and a mechanical seal 150 The inlet 154 is formed in the cooling water inlet 152 and the cooling water outlet 153 is connected to the inlet 154 so that the cooling water flows into and out of the seal of the mechanical seal.

즉, 본 발명의 발효기 교반기용 메카니컬 씰(150)은 메카니컬씰에 냉각수를 공급하여 메카니컬씰의 씰에서 발생하는 마찰열을 냉각시켜 줌에 따라 씰이 마찰열에 의하여 닳거나 손상되는 것을 방지하는 기능을 수행하게 하는 것을 특징으로 하게 되는 것이다.That is, the mechanical seal 150 for the fermentor stirrer of the present invention supplies cooling water to the mechanical seal to cool the frictional heat generated from the seal of the mechanical seal, thereby preventing the seal from being worn or damaged by the frictional heat. It is to be characterized by.

본 발명의 상기한 냉각수순환부(210)는 메카니컬씰(150)에 냉각수를 공급하는 장치 또는 수단을 의미한다.The cooling water circulation unit 210 of the present invention refers to an apparatus or means for supplying cooling water to the mechanical seal 150.

도 2에서 보는 것처럼, 냉각수순환부(210)는 강제순환장치(211), 유입라인(212), 유출라인(213)을 포함하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the coolant circulation unit 210 includes a forced circulation device 211, an inlet line 212, and an outlet line 213.

상기한 강제순환장치(211)는 냉각수를 순환하는 펌프 등과 같은 장치 또는 수단을 의미한다.The forced circulation device 211 means a device or means such as a pump for circulating cooling water.

상기한 유입라인(212)은 강제순환장치에 의하여 순환되는 냉각수를 메카니컬씰에 유입시키는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.The inlet line 212 means a device or means for performing the function of introducing the cooling water circulated by the forced circulation device into the mechanical seal.

냉각수는 강제순환장치에 의하여 유입라인을 통하여 메카니컬씰(150)의 씰(seal)로 유입되게 된다.Cooling water is introduced into the seal of the mechanical seal 150 through the inlet line by the forced circulation device.

상기한 유출라인은 유입라인에 의하여 메카니컬씰(150)에 유입된 냉각수가 배출되어 나오는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.The outlet line refers to an apparatus or means for performing a function in which the coolant introduced into the mechanical seal 150 is discharged by the inlet line.

본 발명에서 상기한 냉각수는 유입라인을 통하여 메카니컬씰(150)에 유입되고 마찰열을 흡수하여 유출라인을 통하여 배출되게 된다.In the present invention, the cooling water is introduced into the mechanical seal 150 through the inlet line and absorbs frictional heat to be discharged through the outlet line.

본 발명은 상기한 냉각수순환부(210)에 차단밸브(214), 배출밸브(215)가 구비될 수 있다.The present invention may be provided with a shutoff valve 214, a discharge valve 215 in the cooling water circulation unit 210.

본 발명의 차단밸브(214)는 냉각수를 강제순환장치로 유입되는 것에 대한 개폐 작용을 하는 밸브를 의미한다.The shutoff valve 214 of the present invention refers to a valve that opens and closes the cooling water to the forced circulation device.

상기한 차단밸브(214)는 냉각수를 메카니컬씰(150)에 냉각수를 유입시킬지 여부 시에 차단하거나 열거나 하는 기능을 수행한다.The shutoff valve 214 serves to block or open the coolant when the coolant is introduced into the mechanical seal 150.

본 발명의 배출밸브(215)는 냉각수를 냉각수순환부에서 외부로 배출시킬 수 있는 것에 대한 개폐 작용을 하는 밸브를 의미한다.The discharge valve 215 of the present invention refers to a valve that opens and closes the cooling water from the cooling water circulation unit to the outside.

상기한 배출밸브(215)는 오염되거나 오래된 냉각수를 외부로 배출하는 기능을 수행하게 된다.The discharge valve 215 serves to discharge the polluted or old cooling water to the outside.

본 발명의 순환수냉각부(220)는 냉각수순환부(210)에 냉각수를 제공하고 또한 순환되는 냉각수를 냉각시키는 작용을 하는 장치 또는 수단을 의미한다.The circulating water cooling unit 220 of the present invention refers to a device or means for providing a cooling water to the cooling water circulation unit 210 and also cooling the circulating cooling water.

도 2에서 보는 것처럼 순환수냉각부(220)에는 냉각수순환부의 유출라인(213)및 강제순환장치(211)와 연결되어 있어 유출라인을 통하여 온 과열된 냉각수가 순환수냉각부로 유입되게 되어 냉각이 되게 된다.As shown in FIG. 2, the circulating water cooling unit 220 is connected to the outlet line 213 and the forced circulation device 211 of the cooling water circulation unit so that the superheated coolant is introduced into the circulating water cooling unit through the outlet line to be cooled. do.

순환수냉각부(220)에는 냉각장치(230)가 구비되어 있어 순환되어온 냉각수를 냉각장치(230)가 냉각을 시키게 된다.The circulating water cooling unit 220 is provided with a cooling device 230 to allow the cooling device 230 to cool the circulated cooling water.

본 발명의 냉각장치(230)는 냉각수 등과 같은 액체를 냉각시키는 장치 또는 수단을 의미한다.Cooling apparatus 230 of the present invention means a device or means for cooling a liquid, such as cooling water.

도 2에서 보는 것처럼 본 발명의 냉각장치(230)는 냉매유입부(231), 열교환부(232), 냉매유출부(233)를 포함하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the cooling apparatus 230 of the present invention includes a refrigerant inlet 231, a heat exchanger 232, and a refrigerant outlet 233.

본 발명의 냉매유입부(231)는 냉매가 유입되는 장치 또는 수단을 의미한다.Refrigerant inlet 231 of the present invention means a device or means through which the refrigerant is introduced.

냉매는 차가운물, 차가운 액체 등을 사용할 수 있으며 차가운 물을 사용하는 것이 좋다.Cooling water, cold liquid, etc. can be used as a refrigerant, it is recommended to use cold water.

본 발명의 열교환부(232)는 냉각장치로 유입되는 냉각수의 열을 냉매로 흡수하게 하는 장치 또는 수단을 의미한다.The heat exchange part 232 of the present invention means an apparatus or means for absorbing the heat of the cooling water flowing into the cooling device as a refrigerant.

도 2에서 보는 것처럼 열교환부는 관으로 된 코일 형태로 된 것을 사용할 수가 있으며, 열교환부(232)의 내부로 냉매가 흐르면서 냉각수의 열을 흡수하게 된다.As shown in FIG. 2, a heat exchange part may use a coil form of a tube, and a refrigerant flows into the heat exchange part 232 to absorb heat of cooling water.

본 발명의 냉매유출부(233)는 열교환부를 통과한 가열된 냉매가 유출되는 장치 또는 수단을 의미한다.The refrigerant outlet part 233 of the present invention means a device or means through which the heated refrigerant passing through the heat exchange part flows out.

본 발명은 상기한 냉각장치(230)에 개폐밸브(234)가 구비되어 냉매를 열교환부로 유입여부에 대하여 개폐 기능을 갖게 된다.The present invention is provided with the opening and closing valve 234 in the cooling device 230 has a function for opening and closing the refrigerant to the heat exchange unit.

본 발명은 상기한 순환수냉각부(220)에 공기주입부(240)가 부가되어 메카니컬씰(150)에 주입되는 냉각수의 압력을 조절하게 하는 기능을 수행하게 하여 메카니컬씰의 밀폐기능을 현저히 높인 점을 특징으로 한다.According to the present invention, an air injection unit 240 is added to the circulation water cooling unit 220 to control the pressure of the cooling water injected into the mechanical seal 150, thereby significantly increasing the sealing function of the mechanical seal. It is characterized by.

본 발명의 공기주입부(240)는 순환수냉각부(220)에 압축공기를 주입할 수 있는 장치 또는 수단을 의미한다.Air injection unit 240 of the present invention means a device or means that can inject compressed air into the circulating water cooling unit (220).

일반적으로 발효장치는 발효 미생물 또는 발효 내용물을 반응조에 유입하기 전에 반응조를 멸균하는 과정을 수행한다.In general, the fermentation apparatus performs a process of sterilizing the reaction tank before the fermentation microorganisms or fermentation contents are introduced into the reaction tank.

이렇게 반응조를 멸균하는 과정은 반응조를 밀폐하고 그 내부에 121 도씨 이상의 스팀(증기)을 몇분을 주입하여 멸균하는 과정으로 수행하 것이 일반적이다.This process of sterilizing the reaction tank is generally performed by sterilizing the reactor by injecting a few minutes of steam (vapor) of 121 ° C or more inside thereof.

이때 121도씨 이상의 스팀을 반응조에 유입하는 경우 반응조 뚜껑에 부가된 메카니컬씰(150)에 스팀의 압력(약 1.21kg/m2)이 작용하게 되어 씰의 손상이 오거나 씰의 밀폐저항을 이기고 외부로 스팀이 방출되는 문제점이 발생하게 된다.At this time, when steam of 121 degrees Celsius or more flows into the reactor, the pressure (approximately 1.21 kg / m2) of the steam acts on the mechanical seal 150 added to the reactor lid, resulting in damage to the seal or overcoming the seal resistance of the seal. The problem is that steam is released.

따라서 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 메카니컬씰(150)에 작용하는 냉각수를 멸균하는 과정의 반응조 내부의 스팀 압력과 일치시키는 기능을 하는 구성을 부가한 것인바, 이와 같은 부가된 구성이 공기주입부(240)인 것이다.Therefore, in order to solve the problem, the present invention is to add a configuration that functions to match the steam pressure inside the reactor in the process of sterilizing the cooling water acting on the mechanical seal 150, such an added configuration is air Injection unit 240 is.

본 발명의 공기주입부(240)는 압축공기주입부(241), 에어컴프레서(242), 밸브(243)를 포함하여 구성되어 있다.The air injection unit 240 of the present invention includes a compressed air injection unit 241, an air compressor 242, and a valve 243.

도 2에서 보는 것처럼, 본 발명의 압축공기주입부(241)는 에어컴프레서에서 오는 압축공기를 순환수냉각부(220)에 연결하여 공급하는 장치 또는 수단을 의미한다.As shown in Figure 2, the compressed air injection unit 241 of the present invention means a device or means for supplying the compressed air coming from the air compressor to the circulating water cooling unit 220.

본 발명의 에어컴프레서(242)는 압축공기를 생산하는 장치 또는 수단을 의미하며, 상기한 압축공기주입부와 연결되어 있어 생산된 압축공기를 압축공기주입부로 유입시키게 된다.The air compressor 242 of the present invention refers to an apparatus or means for producing compressed air, and is connected to the compressed air injection unit to introduce the produced compressed air into the compressed air injection unit.

본 발명의 밸브(243)는 압축공기주입부(241)에 형성되어 있으며 압축공기를 순환수냉각부(220)에 주입할지 여부에 대한 개폐 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.The valve 243 of the present invention means an apparatus or means which is formed in the compressed air injection unit 241 and performs an opening / closing function on whether or not compressed air is injected into the circulating water cooling unit 220.

본 발명은 이와 같이 반응조를 멸균하는 과정에서 반응조를 밀폐하고 그 내부에 121 도씨 이상의 스팀(증기)을 몇 분을 주입하여 멸균하는데 있어, 121도씨 이상의 스팀을 반응조에 유입하는 경우 반응조 뚜껑에 부가된 메카니컬씰(150)에 스팀의 압력(약 1.21kg/m2)이 작용하게 되어 씰의 손상이 오거나 씰의 밀폐저항을 이기고 외부로 스팀이 방출되는 문제점이 발생하게 되는데,In the present invention, in the process of sterilizing the reactor, the reactor is sealed and sterilized by injecting steam (steam) of 121 degrees Celsius or more into the inside of the reactor for several minutes. The pressure of the steam (about 1.21kg / m2) is applied to the added mechanical seal 150, so that the damage of the seal or the seal resistance of the seal is overcome and the steam is released to the outside,

상기한 공기주입부(240)를 작동시켜 스팀과 유사한 압력인 약 1.21kg/m2의 압력의 압축공기를 순환수냉각부(220)에 연결하여 공급하게 됨에 따라 냉각수가 약 1.21kg/m2의 압력을 형성하게 되는바,By operating the air injection unit 240 to supply the compressed air of the pressure similar to the steam of about 1.21kg / m2 to the circulating water cooling unit 220 to supply a pressure of about 1.21kg / m2 Formed,

메카니컬씰(150)에 작용하는 냉각수를 멸균하는 과정의 반응조 내부의 스팀 압력과 일치시키는 기능을 하게 하여 씰의 손상을 방지하고 또한 씰의 밀폐저항을 이기고 외부로 스팀이 방출되는 문제점을 해결하게 되는 효과가 창출되게 되는 것이다. The function of matching the steam pressure inside the reactor in the process of sterilizing the cooling water acting on the mechanical seal 150 to prevent the damage of the seal and also to solve the problem that the steam is released to the outside to overcome the sealing resistance of the seal The effect will be created.

본 발명의 기술적 특징은 또한 상기한 순환수냉각부(220)에 스팀주입부(250)가 부가되어 있는 점이다.The technical feature of the present invention is that the steam injection unit 250 is added to the circulation water cooling unit 220.

메카니컬씰에 작용하는 냉각수가 오래된 경우 오염이 될 수 있고 더불어 메카니컬씰의 씰에 오염된 냉각수가 있는 경우 오염된 미생물에 의하여 반응조 내부의 발효 반응물에 오염을 유발하거나 부정적인 영향이 발생하게 된다.If the coolant acting on the mechanical seal is old, it may be contaminated, and if there is coolant contaminated on the seal of the mechanical seal, the contaminated microorganism causes contamination or negative effects on the fermentation reactants inside the reactor.

이런 경우 메카니컬씰(150)의 냉각수를 모두 배출시킨다고 하더라도 메카니컬씰에 남아 있는 오염된 미생물의 제거가 완전히 이루어지지 않게 되는바, 이러한 메카니컬씰의 오염된 미생물의 제거는 반응조에 새로운 발효를 하는 과정을 하는 경우 매우 필요한 과정이 된다.In this case, even if the cooling water of the mechanical seal 150 is discharged, the contaminated microorganisms remaining in the mechanical seal are not completely removed. The removal of the contaminated microorganisms in the mechanical seal is a new fermentation process in the reactor. This is a very necessary process.

따라서 본 발명은 상기한 순환수냉각부(220)에 스팀주입부(250)가 부가되어 스팀을 메카니컬씰(150)에 유입시키게 됨에 따라 메카니컬씰의 완전한 멸균을 유도하게 되어 상기한 문제점을 해결하게 된다.Therefore, according to the present invention, the steam injection unit 250 is added to the circulation water cooling unit 220 to induce steam into the mechanical seal 150, thereby inducing complete sterilization of the mechanical seal, thereby solving the above problems. .

본 발명의 스팀주입부(250)는 스팀유입라인(251), 스팀발생부(252)를 포함하여 구성되어 있다.Steam injection unit 250 of the present invention is configured to include a steam inlet line 251, steam generator 252.

도 2에서 보는 것처럼, 본 발명의 스팀유입라인(251)은 순환수냉각부(220)에 연결되어 스팀을 유입시키는 기능을 수행하게 된다.As shown in Figure 2, the steam inlet line 251 of the present invention is connected to the circulating water cooling unit 220 to perform the function of introducing steam.

본 발명의 스팀발생부(252)는 스팀을 제조하는 장치 또는 수단을 의미하는 것으로서 상기한 스팀유입라인(251)에 연결되어 있어 스팀을 스팀유입라인으로 유입시키게 된다.The steam generator 252 of the present invention means an apparatus or a means for manufacturing steam, which is connected to the steam inlet line 251 to introduce steam into the steam inlet line.

본 발명의 스팀주입부(250)의 스팀유입라인(251)은 스팀밸브(253)가 구비되어 있어 스팀을 순환수냉각부(220)에 주입할지 여부에 대한 개폐 기능을 수행하게 된다.The steam inlet line 251 of the steam injection unit 250 of the present invention is provided with a steam valve 253 to perform the opening and closing function whether or not to inject steam into the circulating water cooling unit 220.

본 발명의 발효장치의 다리부(160)는 반응조(110)의 하단부에 형성되어 있으며 반응조를 받쳐서 지지하는 기능을 수행하게 된다.The leg portion 160 of the fermentation apparatus of the present invention is formed at the lower end of the reaction tank 110 and performs a function of supporting and supporting the reaction tank.

도 1에서 보는 것처럼, 다리부(160)는 반응조(110)의 하단부에 1개 또는 2개 이상이 형성될 수 있으며 반응조를 받쳐서 지지하는 기능을 수행하게 된다.As shown in FIG. 1, the leg part 160 may be formed at one or two or more lower ends of the reaction tank 110 to perform a function of supporting the reaction tank.

본 발명은 상기한 구성과 기능으로 이루어진 교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치를 제공하게 된다.The present invention is to provide a fermentation apparatus having an air sparger using a stirring shaft made of the above configuration and function.

본 발명은 발효장치를 생산, 제조, 판매, 유통, 연구하는 산업에 매우 유용하다.The present invention is very useful in the industry of producing, manufacturing, selling, distributing, and researching fermentation apparatus.

특히, 본 발명은 에어 스파저가 형성된 발효장치를 생산, 제조, 판매, 유통, 연구하는 산업에 매우 유용하다.In particular, the present invention is very useful in the industry of producing, manufacturing, selling, distributing, and researching a fermentation apparatus in which an air sparger is formed.

반응조(110), 교반기(120), 교반모터(130), 뚜껑부(140), 메카니컬씰(150), 다리부(160),
샤프트형 공기유입부(170), 공기주입구(171), 모터축 공기유통구(172), 교반축 공기유통구(173),
분사부(180), 분사관부(181), 노즐부(182)
냉각수순환부(210), 강제순환장치(211), 유입라인(212), 유출라인(213),
순환수냉각부(220),
냉각장치(230),
공기주입부(240), 압축공기주입부(241), 에어컴프레서(242), 밸브(243),
스팀주입부(250), 스팀유입라인(251), 스팀발생부(252).Reactor 110, stirrer 120, stirring motor 130, lid 140, mechanical seal 150, leg 160,
Shaft type air inlet 170, air inlet 171, motor shaft air inlet 172, stirring shaft air inlet (173),
Injection unit 180, injection pipe 181, nozzle 182
Cooling water circulation unit 210, forced circulation device 211, inlet line 212, outlet line 213,
Circulating water cooling unit 220,
Chiller 230,
Air injection unit 240, compressed air injection unit 241, air compressor 242, valve 243,
Steam injection unit 250, steam inlet line 251, steam generator 252.

Claims (2)

반응조(110), 교반기(120), 교반모터(130), 뚜껑부(140), 샤프트형 공기유입부(170), 분사부(180)를 포함한 교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치.
A fermentation apparatus having an air sparger using a stirring shaft including a reaction tank 110, a stirrer 120, a stirring motor 130, a lid 140, a shaft-type air inlet 170, and an injection unit 180.
제1항에 있어서,
상기한 샤프트형 공기유입부(170)는 공기주입구(171), 모터축 공기유통구(172), 교반축 공기유통구(173)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교반축을 이용한 에어 스파저를 구비한 발효장치.

The method of claim 1,
The shaft type air inlet 170 is provided with an air sparger using an agitating shaft, characterized in that it comprises an air inlet 171, a motor shaft air inlet 172, a stirring shaft air inlet 173. One fermenter.

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