[發明專利]倒錐式微孔鼓泡液相深層發酵裝置

有效

• 申請號: 201210272462.X
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102757894A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 馬晶;高紅鷹;于明;牟宗剛;李平;朱金璇;袁翔宇;王曉軒;鮑猛;倪獻智;李倩;李敏;苗澤旺;許崇娟;陳中合;張廣友;施強
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C12M1/36
• 分類號: C12M1/36;C12M1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及生物發酵技術領域。

背景技術

在生物發酵中，液體深層發酵是將發酵菌種投放在反應器中，在適宜的條件下菌種生長繁殖、發酵出目的產物。如何有效地提高發酵液的供氧量關系到發酵產率，增大液相與氧氣的接觸表面積可提高產率，縮短發酵時間。現有技術是在發酵反應釜中以機械攪拌方式將充入反應釜的氣泡攪碎成細小氣泡，增大氣-液接觸面，但機械攪拌裝置能耗高，機械攪拌裝置結構復雜，設備投資大。

通常的鼓泡攪拌裝置是鼓泡管安裝在反應釜下部，鼓泡孔的開口朝上。中國專利CN201887067U公開了鼓泡攪拌式制絨槽補液裝置，但其結構復雜，采用方管上的出氣孔的鼓泡形式，氣流通過方管垂直向上和水平方向的出氣孔實現對反應罐中物料的攪拌，此種攪拌裝置，存在的不足，其一是垂直向上的出氣孔，初速度方向是垂直向上的，氣泡的上浮速度也是垂直向上，氣泡脫離出氣孔后以二速度合成的向上速度方向迅速脫離液相發酵界面，氣-液接觸時間短，反應釜底部的液相物料難于與氣泡接觸，形成氣-液接觸死角，氣液不接觸的死角處會導致厭氧菌類的雜菌繁殖，而使產品質量下降，且該裝置的鼓泡管結構復雜，更換產品或發酵罐有雜菌時滅菌清洗困難。中國專利CN102078778A結構簡單，清洗維護方便，但同樣存在反應釜底部易出現氣-液接觸死角的問題。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種能使發酵反應釜中各點的發酵物料均能與氧氣充分接觸，無氣-液接觸死角、結構簡單、易于安裝、便于清洗的鼓泡液相深層發酵裝置。

本發明采用的技術方案包括進氣管1、鼓泡孔2、微孔鼓泡器3、加熱保溫層4、發酵反應釜5、蝶閥進料口6、DO控制儀7、通氣孔8、出料管9，其特征在于發酵反應釜5底部中心處裝有微孔鼓泡器3，微孔鼓泡器3連接進氣管1；發酵反應釜5底側部連接出料管9，發酵反應釜5頂端有蝶閥進料口6；所述的發酵反應釜5頂端裝有DO控制儀7、所述的發酵反應釜5外壁有加熱保溫層4；所述的微孔鼓泡器3其特征在于其外表面近似倒錐體，倒錐底面是外凸的圓弧面，倒錐側面是向內凹進的弧面，倒錐側面的內凹弧面上有N個微孔鼓泡孔2。

所述的微孔鼓泡器3倒錐底面與側面圓弧過度連接。

所述的微孔鼓泡器3上的N個鼓泡孔2的開口方向朝斜下方，并隨倒錐側面的內凹弧面而改變，由朝斜下方至朝發酵反應釜徑向過度。

所述的蝶閥進料口6為DN250mm。

所述的進氣管1與發酵反應釜5焊接連接。

有益效果

本發明的倒錐式微孔鼓泡液相深層發酵裝置氣泡進入發酵反應體系，氣泡先朝斜下方運動，直達發酵反應釜5底部，因受反應體系液相物料的浮力作用以及物料阻力的作用，再由發酵反應釜5底部逐漸上升，不留氣-液接觸死角，可有效防止厭氧雜菌的生長繁殖，保證產品質量的穩定；

氣泡進入發酵反應體系，氣泡先朝斜下方運動，直達發酵反應釜5底部，因受反應體系液相物料的浮力作用以及物料阻力的作用，再由發酵反應釜底部逐漸上升，氣泡在發酵反應釜中平均停留時間長，利于生物發酵反應；

在本發明的裝置下，氣泡進入發酵反應釜運動軌跡延長，平均停留時間隨之延長，氣-液接觸更充分可降低鼓泡的動力消耗；

用蝶閥進料口6替代現有技術慣常應用的法蘭盤進料口，進料時打開蝶閥,反應時關閉蝶閥，進料打開和反應時密封使進料和反應時開關進料口操作簡單化，進料口選擇DN250mm的蝶閥，DN250mm保證進料的通暢；

所述的發酵反應釜5頂端裝有DO控制儀7便于對發酵反應的監控；

微孔鼓泡器3倒錐底面與側面圓弧過度連接，降低對反應體系流體的阻力；

微孔鼓泡器3上的N個鼓泡孔2的開口方向朝斜下方，并隨倒錐側面的內凹弧面而改變，由朝斜下方至朝發酵反應釜徑向過度，使氣泡在發酵反應釜徑向方向的均勻分布；

本發明的倒錐式微孔鼓泡液相深層發酵裝置結構簡單，便于更換產品時對發酵反應釜的清洗，成本低廉。

附圖說明

圖1：倒錐式微孔鼓泡液相深層發酵裝置圖；

圖2：微孔鼓泡器3局部剖視圖；

圖3：微孔鼓泡器3仰視圖；

圖中：1進氣管、2鼓泡孔、3微孔鼓泡器、4加熱保溫層、5發酵反應釜、6蝶閥進料口、7DO控制儀、8通氣孔、9出料管。

具體實施方式

實施例