[發明專利]一種氣升式發酵罐進氣系統

在審

• 申請號: 201710028812.0
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106701540A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 楊謙;劉冰南
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C12M1/04
• 分類號: C12M1/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種氣升式發酵罐進氣系統。

背景技術

氣升式發酵罐是上世紀末開始發展應用的一種新型生物反應器，廣泛用于大規模生產單細胞蛋白。其工作原理是利用空氣噴嘴噴出高速的空氣，空氣以氣泡式分散于發酵液中，在通氣的一側，液體平均密度下降，在不通氣的一側，液體密度較大，因而產生與通氣側的液體產生密度差，從而形成發酵罐內液體的環流。

氣升式發酵罐的最主要特征是以氣流攪拌裝置代替了傳統的機械攪拌裝置，并結合了氣升原理，因而具有以下優點：與機械攪拌式發酵罐相比節電70％-80％，降低成本；無菌操作可靠性高，該設備沒有動密封裝置，無泄露，且設備內無死區，滅菌徹底，染雜菌的機會大幅度減少；傳熱和傳氧效率高；攪拌方式采用循環混合攪拌，剪切力小，對微生物的傷害小；產品的產率和轉化率均有明顯提高；容易實現大型化和自動化。雖然與傳統的發酵罐相比氣升式發酵罐有著明顯的優點，但是它也存在著一些問題，如氣升式發酵罐需要非常大的空氣注入量；相間混合接觸較差；混合與通氣是耦合問題，即很難在不改變通氣的條件下改善混合狀況。

發明內容

本發明的目的是為了解決氣升式發酵罐需要非常大的空氣注入量，導致相間混合接觸較差的技術問題，提供了一種氣升式發酵罐進氣系統。

一種氣升式發酵罐進氣系統包括進氣裝置、進氣口、進氣管和噴氣裝置，其中噴氣裝置通過進氣管和進氣口鏈接，進氣裝置與進氣口相連，進氣裝置通過進氣口向噴氣裝置內送氣。

所述進氣裝置為螺桿空壓機。

所述噴氣裝置上設有一組噴頭。

所述噴氣裝置上設5個噴頭。

所述噴氣裝置2位于氣升式發酵罐6的底部

采用了本發明的噴氣裝置，使氣升式發酵罐內的氣泡分割更細碎，阻止氣泡之間結合形成大氣泡，增加氣液接觸面積，最終使通入的空氣以最大化分散到發酵液中，從而達到提高供氧效率、節約進氣量、減少能耗、節約成本的目的。采用該氣升式發酵罐進氣系統的氣升式發酵罐的原料處理量為30t/h，僅需要5臺螺桿空壓機，其供氧效率是普通氣升式發酵罐的11倍。

附圖說明

圖1是氣升式發酵罐進氣系統的結構示意圖；

圖2是噴氣裝置2的俯視圖。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式一種氣升式發酵罐進氣系統包括進氣裝置1、進氣口3、進氣管4和噴氣裝置2，其中噴氣裝置2通過進氣管4和進氣口3鏈接，進氣裝置1與進氣口3相連，進氣裝置1通過進氣口3向噴氣裝置2內送氣。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是所述進氣裝置1為螺桿空壓機。其它與具體實施方式一相同。

本實施方式中所述的螺桿空壓機排量：9.92m³/min，工作壓力：0.8MPa，電機功率：55KW。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二之一不同的是所述噴氣裝置2上設有一組噴頭5。其它與具體實施方式一或二之一相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是所述噴氣裝置2上設5個噴頭5。其它與具體實施方式一至三之一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一至四之一不同的是所述噴氣裝置2位于氣升式發酵罐6的底部。其它與具體實施方式一至四之一相同。

采用下述實驗驗證本發明效果：

采用本發明的氣升式發酵罐進氣系統進行發酵實驗：

螺桿空壓機與進氣口3相連接，螺桿空壓機通過進氣口3向噴氣裝置2內送氣，氣體通過進氣管4，導入到氣升式發酵罐6的底部，進入底部的噴氣裝置2，將氣體更好的分布到發酵液中，所用的螺桿空壓機排量：9.92m³/min，工作壓力：0.8MPa，電機功率：55KW；氣升式發酵罐工作溫度為33度，發酵底物為馬鈴薯薯渣汁水40L，發酵罐通氣量為0.25vvm，攪拌速度：200rpm，發酵完成時間為60h。

不使用氣升式發酵罐進氣系統的氣升式發酵罐，直接采用螺桿空壓機送氣，氣升式發酵罐工作溫度為33度，發酵底物為馬鈴薯薯渣汁水40L，發酵罐通氣量為0.25vvm，攪拌速度：200rpm，60h時發酵未完成。