[發(fā)明專利]一種氣升式發(fā)酵罐氣液循環(huán)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010528117.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111662803B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李季;郝尉妤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中農(nóng)新科（蘇州）有機(jī)循環(huán)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C12M1/00
• 分類號(hào): C12M1/00;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/12;C12M1/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開(kāi)了一種氣升式發(fā)酵罐氣液循環(huán)系統(tǒng)，包括：加熱發(fā)酵罐，包括發(fā)酵罐本體和罐蓋，所述發(fā)酵罐本體的底部設(shè)有加熱底座，所述發(fā)酵罐本體由保溫外壁和保溫內(nèi)壁形成中空罐體，該中空區(qū)域內(nèi)設(shè)有液體材料，保溫內(nèi)壁內(nèi)形成發(fā)酵腔；進(jìn)氣環(huán)流組件，包括設(shè)置在罐蓋內(nèi)側(cè)中央并向發(fā)酵腔底部延伸的環(huán)流內(nèi)壁，環(huán)流內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)多個(gè)呈螺旋上升的環(huán)流孔；還包括設(shè)于環(huán)流內(nèi)壁下方并向正上方噴氣的垂直噴氣頭，所述垂直噴氣頭通過(guò)主進(jìn)氣管伸出加熱發(fā)酵罐外；所述罐蓋上設(shè)有檢測(cè)口、進(jìn)出氣口及進(jìn)補(bǔ)料口。本系統(tǒng)通過(guò)螺旋上升的環(huán)流孔和螺紋內(nèi)壁配合噴氣裝置在發(fā)酵腔內(nèi)形成環(huán)流，加強(qiáng)環(huán)流內(nèi)壁的內(nèi)外各層次液體混合，增大了進(jìn)氣量，并能使發(fā)酵罐內(nèi)液體迅速混合均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種氣升式發(fā)酵罐氣液循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前的發(fā)酵罐主要分為兩種，一種是機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐，另一種是氣升式發(fā)酵罐，氣升式發(fā)酵罐是20世紀(jì)70年代開(kāi)始發(fā)展應(yīng)用的一種新型生物反應(yīng)器，廣泛應(yīng)用于大規(guī)模培養(yǎng)好氧型微生物中，氣升式發(fā)酵罐是全封閉的，密封性好，在微生物培養(yǎng)中不易染菌；且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，連接好檢測(cè)口儀器后，可直接由機(jī)器導(dǎo)出數(shù)據(jù)；氣升式發(fā)酵罐比攪拌式發(fā)酵罐平均節(jié)電約70-80％，大大降低了能耗。

氣升式發(fā)酵罐主要由導(dǎo)氣管向發(fā)酵罐罐體底端通氣，使發(fā)酵罐內(nèi)液體流動(dòng)混合，但由于通氣量和通氣方向效率等限制，它存在著液體混合不均勻的缺點(diǎn)，經(jīng)常導(dǎo)致溫度，溶氧，pH等數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果延遲，從而導(dǎo)致補(bǔ)料加氧不及時(shí)等情況出現(xiàn)；此外因?yàn)榘l(fā)酵罐加熱耗能大，升溫慢，而導(dǎo)致的成本高和溫度調(diào)節(jié)不及時(shí)的問(wèn)題，也亟需解決。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服背景技術(shù)的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種氣升式發(fā)酵罐氣液循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)螺旋上升的環(huán)流孔和螺紋內(nèi)壁配合噴氣裝置在發(fā)酵腔內(nèi)形成環(huán)流，加強(qiáng)環(huán)流內(nèi)壁的內(nèi)外各層次液體混合，增大了進(jìn)氣量，并能使發(fā)酵罐內(nèi)液體迅速混合均勻。

技術(shù)方案：本發(fā)明的氣升式發(fā)酵罐氣液循環(huán)系統(tǒng)，包括：

加熱發(fā)酵罐，所述加熱發(fā)酵罐包括發(fā)酵罐本體和罐蓋，所述發(fā)酵罐本體的底部設(shè)有加熱底座，所述發(fā)酵罐本體由保溫外壁和保溫內(nèi)壁形成中空罐體，該中空區(qū)域內(nèi)設(shè)有液體材料，保溫內(nèi)壁內(nèi)形成發(fā)酵腔，通過(guò)加熱液體材料實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵腔加熱；

進(jìn)氣環(huán)流組件，所述進(jìn)氣環(huán)流組件包括設(shè)置在罐蓋內(nèi)側(cè)中央并向發(fā)酵腔底部延伸的環(huán)流內(nèi)壁，所述環(huán)流內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)多個(gè)呈螺旋上升的環(huán)流孔；還包括設(shè)于環(huán)流內(nèi)壁下方并向正上方噴氣的垂直噴氣頭，所述垂直噴氣頭通過(guò)主進(jìn)氣管伸出加熱發(fā)酵罐外；

所述罐蓋上設(shè)有檢測(cè)口、進(jìn)出氣口及進(jìn)補(bǔ)料口。

使用時(shí)，在罐體的中空區(qū)域裝入液體材料，通過(guò)進(jìn)料口/補(bǔ)料口對(duì)發(fā)酵腔進(jìn)行進(jìn)料/補(bǔ)料，通過(guò)加熱底座對(duì)液體材料進(jìn)行加熱，同時(shí)往主進(jìn)氣管通入氣體，由垂直噴氣頭噴進(jìn)環(huán)流內(nèi)壁，氣體從環(huán)流內(nèi)壁上的環(huán)流孔噴出，形成螺旋環(huán)流，起到充分接觸和攪拌的效果。

進(jìn)一步的，所述保溫內(nèi)壁為螺旋上升的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。一方面可以配和環(huán)流孔形成螺旋環(huán)流，另一方面可以增大保溫內(nèi)壁與外部加熱液體材料的接觸面積，并減少了液體材料的體積，使發(fā)酵腔內(nèi)菌液溫度更加迅速地變化，使罐內(nèi)溫度調(diào)節(jié)更靈敏，達(dá)到節(jié)能降成本的效果。

進(jìn)一步的，所述主進(jìn)氣管延伸至發(fā)酵腔底部中心并接有多個(gè)水平噴氣頭，所述水平噴氣頭沿保溫內(nèi)壁的螺紋方向彎曲形成與螺紋朝向一致的噴氣方向。水平方向噴氣可以加快腔內(nèi)液體的螺旋流動(dòng)混合，同時(shí)加大進(jìn)氣速度和進(jìn)氣量。

其中，所述垂直噴氣頭和水平噴氣頭的進(jìn)氣端匯集于發(fā)酵腔的底部中心，并與主進(jìn)氣管連接，所述主進(jìn)氣管由發(fā)酵腔的一側(cè)穿過(guò)罐蓋延伸出加熱發(fā)酵罐；所述水平噴氣頭在水平位置均勻間隔分布。

進(jìn)一步的，所述罐蓋采用固體保溫材料。