[實用新型]高密度發酵過程中的攪拌式反應器

有效

• 申請號: 201820522222.3
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN208346149U
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）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）人: 浙江長城攪拌設備股份有限公司;中國科學院過程工程研究所
• 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

本實用新型公開了一種高密度發酵過程中的攪拌式反應器，包括位于釜口法蘭(6)上部的電動機(1)、減速機(2)、聯軸器(3)、機架(4)和機械密封(5)以及伸入釜內的攪拌軸(7)和攪拌器等，沿攪拌軸(7)從上至下配置有兩層上翻式曲線圓盤渦輪獎(8)、分布器(9)、中間軸承(10)、上翻式曲線圓盤渦輪獎(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(12)連通釜內的分布器(9)，在連通管線接近空壓機附近設計有補料口，本實用新型較現有產品可以提高傳質和混合性能。

技術領域

本實用新型屬于發酵設備技術領域，特別是高密度發酵過程中的攪拌式反應器。

背景技術

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

發明內容

本實用新型提供一種高密度發酵過程中的攪拌式反應器，可以大大提升發酵罐的傳質和混合性能。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是提供一種高密度發酵過程中的攪拌式反應器，包括位于釜口法蘭上部的電動機、減速機、聯軸器、機架和機械密封以及伸入釜內的攪拌軸和攪拌器等。沿攪拌軸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連通釜內的分布器，在連通管線接近空壓機附近設計有補料口。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，副槳葉安裝在主槳葉的外側上部。這樣設計的高密度發酵過程中的攪拌式反應器可以大大提升發酵罐的傳質和混合性能，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攪拌軸向上，壁面向下的整體大循環及局部強烈混合外，還具有輔助分散氣體的功能，空壓機通過連通管線輸送到分布器的氣體或補料能快速分散到發酵罐內各個位置。

設計時可以將主槳葉與圓盤、副槳葉采用螺栓連接，并且位置可以調節，這樣利于調整使其達到較佳效果，通常主槳葉個數可以是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，實踐表明這樣設計效果更佳。

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，這樣設計效果較好。

分布器為圓環形，位于上側的分布器通過連通管線固定在中間軸承的構件上，位于下側的分布器通過連通管線固定在釜底。

本實用新型的優點是：大大提升發酵罐的傳質和混合性能，氣體分散更加均勻，整個發酵罐的混合時間大大縮短，減小二氧化碳的抑制作用，緩解攪拌給罐體帶來的沖擊，罐內的溶解氧、二氧化碳和培養基的均勻性可以提升50％以上，從而消除局部的濃度梯度，減速代謝副產物的生成，降低能耗。

附圖說明

圖1是高密度發酵過程中的攪拌式反應器整體結構示意圖。

圖2是上翻式曲線圓盤渦輪槳的橫向視圖，圖中只畫出了兩個主槳葉便于表達。

圖3是圖2的俯視圖方位，與圖2所示結構的區別是主槳葉為4個。