[發(fā)明專利]高密度發(fā)酵過程中的攪拌式反應(yīng)器

在審

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• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108300649A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝明輝;程景才;鄒晨;張偉鵬;楊超;周國忠;王洪群;蘇楊;虞淑瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江長城攪拌設(shè)備股份有限公司
• 主分類號: C12M1/04
• 分類號: C12M1/04;C12M1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種高密度發(fā)酵過程中的攪拌式反應(yīng)器，包括位于釜口法蘭(6)上部的電動(dòng)機(jī)(1)、減速機(jī)(2)、聯(lián)軸器(3)、機(jī)架(4)和機(jī)械密封(5)以及伸入釜內(nèi)的攪拌軸(7)和攪拌器等，沿?cái)嚢栎S(7)從上至下配置有兩層上翻式曲線圓盤渦輪獎(jiǎng)(8)、分布器(9)、中間軸承(10)、上翻式曲線圓盤渦輪獎(jiǎng)(8)和徑流曲線圓盤渦輪槳(11)以及最下部的分布器(9)，在釜外配置有空壓機(jī)(12)連通釜內(nèi)的分布器(9)，在連通管線接近空壓機(jī)附近設(shè)計(jì)有補(bǔ)料口，本發(fā)明較現(xiàn)有產(chǎn)品可以提高傳質(zhì)和混合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)酵設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是高密度發(fā)酵過程中的攪拌式反應(yīng)器。

背景技術(shù)

為了在有限的容積，獲得更多的發(fā)酵產(chǎn)物，目前越來越多的醫(yī)藥產(chǎn)品是通過高密度發(fā)酵過程來獲得。發(fā)酵過程由于菌體濃度過高，物料的粘稠性增加，對發(fā)酵罐的攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)就提出更高的要求，目前的攪拌設(shè)備存在著一些問題，如傳質(zhì)和混合難以同時(shí)滿足要求，并且高粘稠物料帶來的是發(fā)酵罐內(nèi)的流動(dòng)性變差，補(bǔ)料難以很快地分散均勻，底部的溶解氧很難快速循環(huán)到其它區(qū)域。這種發(fā)酵罐內(nèi)的非均勻性容易導(dǎo)致發(fā)酵單位的降低，以及副產(chǎn)物的增加，從而導(dǎo)致后期分離提前困難。并且溶解的二氧化碳很難更新排出，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳對產(chǎn)物的抑制作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種高密度發(fā)酵過程中的攪拌式反應(yīng)器，可以大大提升發(fā)酵罐的傳質(zhì)和混合性能。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種高密度發(fā)酵過程中的攪拌式反應(yīng)器，包括位于釜口法蘭上部的電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、機(jī)架和機(jī)械密封以及伸入釜內(nèi)的攪拌軸和攪拌器等。沿?cái)嚢栎S從上至下配置有兩層上翻式曲線圓盤渦輪槳、分布器、中間軸承、上翻式曲線圓盤渦輪槳和徑流曲線圓盤渦輪槳以及最下部的分布器。在釜外配置有空壓機(jī)連通釜內(nèi)的分布器，在連通管線接近空壓機(jī)附近設(shè)計(jì)有補(bǔ)料口。所述上翻式曲線圓盤渦輪槳包括輪轂、圓盤、主槳葉以及副槳葉，圓盤焊接在輪轂周圍，主槳葉對稱安裝在圓盤外側(cè)，副槳葉安裝在主槳葉的外側(cè)上部。這樣設(shè)計(jì)的高密度發(fā)酵過程中的攪拌式反應(yīng)器可以大大提升發(fā)酵罐的傳質(zhì)和混合性能，除了上翻式曲線圓盤渦輪槳和徑流曲線圓盤渦輪槳形成流體沿?cái)嚢栎S向上，壁面向下的整體大循環(huán)及局部強(qiáng)烈混合外，還具有輔助分散氣體的功能，空壓機(jī)通過連通管線輸送到分布器的氣體或補(bǔ)料能快速分散到發(fā)酵罐內(nèi)各個(gè)位置。

設(shè)計(jì)時(shí)可以將主槳葉與圓盤、副槳葉采用螺栓連接，并且位置可以調(diào)節(jié)，這樣利于調(diào)整使其達(dá)到較佳效果，通常主槳葉個(gè)數(shù)可以是3、4或6，這樣便于加工和安裝，主槳葉為上翻式的翼型葉片，副槳葉為空心半管狀，可以是半圓管或拋物線等，副槳葉的葉片長度為主槳葉的1/3至1/2，圓盤直徑為主槳葉外徑的1/3至3/4，實(shí)踐表明這樣設(shè)計(jì)效果更佳。

徑流曲線圓盤渦輪槳包括輪轂、圓盤和空心半管狀的外槳葉，外槳葉可以是半圓管或拋物線等，圓盤直徑為外槳葉外徑的1/2至3/4，這樣設(shè)計(jì)效果較好。

分布器為圓環(huán)形，位于上側(cè)的分布器通過連通管線固定在中間軸承的構(gòu)件上，位于下側(cè)的分布器通過連通管線固定在釜底。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：大大提升發(fā)酵罐的傳質(zhì)和混合性能，氣體分散更加均勻，整個(gè)發(fā)酵罐的混合時(shí)間大大縮短，減小二氧化碳的抑制作用，緩解攪拌給罐體帶來的沖擊，罐內(nèi)的溶解氧、二氧化碳和培養(yǎng)基的均勻性可以提升50％以上，從而消除局部的濃度梯度，減速代謝副產(chǎn)物的生成，降低能耗。

附圖說明

圖1是高密度發(fā)酵過程中的攪拌式反應(yīng)器整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是上翻式曲線圓盤渦輪槳的橫向視圖，圖中只畫出了兩個(gè)主槳葉便于表達(dá)。

圖3是圖2的俯視圖方位，與圖2所示結(jié)構(gòu)的區(qū)別是主槳葉為4個(gè)。