[發明專利]層流式攪拌裝置及發酵罐

在審

• 申請號: 202111193212.2
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN115960706A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 劉玉波
• 申請（專利權）人: 北京科林思源生物質能源科技有限公司
• 主分類號: C12M1/33
• 分類號: C12M1/33;C12M1/107;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 史雅琪

本申請涉及一種層流式攪拌裝置及發酵罐，涉及發酵技術，其包括中心柱、攪拌組件和驅動組件，所述中心柱設置于發酵罐內，所述攪拌組件包括橫梁、支撐桿和多個沿支撐桿長度方向分布的槳葉，所述支撐桿吊設于橫梁下方；所述橫梁設置有驅動組件，所述驅動組件用于驅動橫梁繞中心柱圓周運動，所述橫梁轉動連接于中心柱，所述槳葉可隨橫梁轉動，以用于擾動發酵罐內不同高度層對應的優勢菌群。本申請的攪拌組件可對發酵罐內的物料進行分層攪拌，既保證傳質效果也能減少優勢菌群相互混合情況的出現。

技術領域

本申請涉及發酵技術，尤其是涉及一種層流式攪拌裝置及發酵罐。

背景技術

厭氧發酵是借助微生物在無氧條件下的生命活動制備直接代謝產物或次級代謝產物的過程，目前我國厭氧發酵方面的主要應用為沼氣的制備，提高能源的再利用率。厭氧發酵過程主要分為水解、酸化和產甲烷三個階段。

有機物質被微生物酶解為小分子化合物的過程稱為水解階段；在不產甲烷微生物群作用下將小分子化合物轉化為有機酸、醇、二氧化碳、氫和胺等物質的階段稱為酸化階段；第二階段產物被產甲烷細菌分解成甲烷和二氧化碳的過程稱為產甲烷階段。三個階段均對應不同的優勢微生物菌群，且由于厭氧發酵罐內不同高度層間的環境不同會自然驅使這三類優勢菌群分層形成優勢發酵區。而現有技術中的厭氧發酵罐中用于機械攪拌傳質的裝置大多采用全混式傳質，攪拌器通常采用置頂式、側入式、潛水式或者混合式，全混式傳質攪拌的厭氧發酵罐內沒有明顯的階段劃分，存在不同程度的流場質點速度分布不均勻、無效能量占比大、無法建立優勢菌群或優勢菌群不明顯、耗能大的問題。

因此，發明人認為亟需提供一種可實現同層間微攪拌傳質的攪拌裝置以及發酵罐。

發明內容

為了使發酵罐內攪拌傳質的過程中，不同高度層間的優勢菌群不易相互混合，本申請提供一種層流式攪拌裝置及發酵罐。

一種層流式攪拌裝置，包括：中心柱，設置于發酵罐內；

攪拌組件，包括轉動連接于所述中心柱上的橫梁；

驅動組件，用于驅動所述橫梁繞中心柱作周向運動；

所述攪拌組件還包括固定于橫梁下方的支撐桿，以及多個沿支撐桿長度方向固定設置的槳葉，所述槳葉隨橫梁周向轉動，用于擾動發酵罐內所述槳葉相對應的高度層內的優勢菌群。

在其他實施例中，所述橫梁下方設置多個支撐桿，相鄰兩個所述支撐桿之間沿長度方向固定有多個連接桿，每個連接桿上固定設置有至少一個所述槳葉。

在其他實施例中，所述槳葉呈條形板狀結構，所述橫梁和支撐桿的所在平面與槳葉的板面相交但不相互垂直。

在其他實施例中，所述橫梁上設置有至少一個內循環泵，所述內循環泵包括至少兩個沿軸向間隔設置的輸送單元，所述輸送單元包括螺旋軸和套管。

在其他實施例中，所述內循環泵還包括設置于兩個輸送單元之間的間隔單元，所述間隔單元包括兩端分別連接于相鄰兩個所述螺旋軸的連接軸，以及套設于所述連接軸外的支撐管。

在其他實施例中，所述驅動組件包括液壓馬達和驅動輪，所述液壓馬達固定于橫梁遠離所述中心柱的一端，所述液壓馬達的輸出軸與所述驅動輪連接。

在其他實施例中，所述橫梁上固定設置有破殼器，所述破殼器至少設置有一個用于破殼的尖端。

一種發酵罐，包括罐體，所述罐體內設置有所述的層流式攪拌裝置。

在其他實施例中，所述罐體內設置有清砂組件，所述清砂組件包括破砂件和送砂件，所述破砂件包括螺旋桿和驅動馬達，所述螺旋桿轉動連接于支撐桿的下端，所述驅動馬達連接于支撐桿并用于驅動螺旋桿轉動；所述送砂件包括螺旋輸送機，所述螺旋輸送機用于螺旋桿推動的沉砂輸送至罐體外。