[發明專利]一種利用尾氣提高反應體系傳質效率的生物反應器

在審

• 申請號: 201810157288.1
• 申請日: 2018-02-24
• 公開（公告）號: CN110195008A
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 胡鵬;張福春;石文靜;張猛;金文學
• 申請（專利權）人: 上海吉態來生物技術有限公司
• 主分類號: C12M1/04
• 分類號: C12M1/04;C12M1/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳靜

本發明涉及一種利用尾氣提高反應體系傳質效率的生物反應器。本發明提供了一種設計合理、使用方便的外置式氣動攪拌裝置，其可利用生物反應過程發生的尾氣的壓力能量來驅動所述的攪拌裝置，充分回收利用尾氣的氣體動能，減小電力驅動攪拌所消耗的電量，有效的降低生物反應過程所需的生產能耗。

技術領域

本發明屬于生物反應器領域，更具體地，本發明涉及一種利用尾氣提高反應體系傳質效率的生物反應器。

背景技術

隨著能源的日益短缺，節約能源已經被作為可持續發展的一個重要方面，很多企業也把節能挖潛作為降低成本、提高利潤的最直接手段。在微生物發酵領域，隨著微生物發酵生產規模的日益擴大，生物反應器越來越向大型化、規模化方向發展，其容積越來越大，使得能耗成了除原材料之外最大的消耗。其中，使用電驅動的攪拌式發酵罐來進行微生物發酵生產所需的能耗是非常大的。

盡管近些年來，本領域人員通過各種措施來降低能耗，例如安裝變頻設備、調整攪拌裝置的性狀大小等。并且，在微生物發酵領域內還出現了以氣升和氣混方式替代攪拌槳的新技術。根據氣體混合的方式分為氣升環流式、鼓泡式、空氣噴射式等。但是，由于發酵品類個性差異以及發酵過程中對氣液流的剪切、融混等機理的特殊要求，氣升和氣混方式在應用過程中存在不少難以克服的問題，攪拌式發酵罐目前仍是生物發酵生產的主流設備。

因此，在保持良好的、傳質充分的反應的同時，有效地減少發酵反應過程中的能耗是目前值得關注的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用尾氣提高反應體系傳質效率的生物反應器。

在本發明的第一方面，提供一種利用尾氣提高反應體系傳質效率的生物反應器，該生物反應器包括：

生物反應器本體(1)；

攪拌裝置(2)；

氣動組件(3)，其位于生物反應器上方并與攪拌裝置(2)的攪拌桿連接，其藉由氣體產生動能并帶動攪拌桿運轉；

進氣管(4)，其用于為生物反應器內的反應體系輸入氣體；

通氣管(5)，其一端連通生物反應器本體(1)，另一端連通氣動組件(3)，用于輸出生物反應器的尾氣至氣動組件(3)的進氣口(34)，為氣動組件(3)供氣；

排出管(6)，用于輸出氣動組件(3)流出的氣體。

在一個優選例中，所述的氣動組件(3)包括：

封閉倉(31)；

葉輪(32)；

葉輪中心(33)，其能由葉輪(32)驅動旋轉，其與攪拌裝置(2)的攪拌桿連接，從而帶動攪拌裝置(2)轉動。

在另一優選例中，所述的封閉倉(31)為U型密閉倉。

在另一優選例中，所述的封閉倉(31)包括進氣口以及出氣口，且所述進氣口以及出氣口以閥門控制氣體進入以及輸出。

在另一優選例中，所述的葉輪中心(33)與攪拌裝置(2)的攪拌桿通過氣動組件固定架(10)連接。

在另一優選例中，所述的進氣管(4)包括：

進氣閥(41)；

單向止回閥(43)；

氣體流量計(42)。

在另一優選例中，所述的通氣管(5)包括進氣閥(51)；較佳地，所述的通氣管(5)還設置一排氣管，其上設置排空閥(52)。

在另一優選例中，所述的進氣管(4)伸入到生物反應器的下部空間，且與氣體分布器(8)連通。