组合式生物反应器制造技术

一种组合式生物反应器，其特征在于生物反应器包括外筒、内筒、挡板、搅拌器、换热器、空气分布器、联结器和封头标准结构单元；其中外筒置于换热器上，封头置于外筒体顶部，内筒固定置于生物反应器内部或外部，挡板固定在外筒内壁，搅拌器置于生物反应器内中间，空气分布器设置在生物反应器下部，联结器用于联接外筒体和内筒体。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术所涉及一种组合式生物反应器，特别是适用于进行各种生物培养和发酵过程研究以及污水生物处理过程研究的组合式生物反应器。
技术介绍
反应器是生物反应的重要设备，由于不同类型的生物反应需要不同结构的反应器，因此，生物反应器的制作难以标准化和规范化。现有技术中的生物反应器通常是针对某种特定类型的反应，制作特定结构的反应器。如中国专利85109440介绍了一种气—液环流生物反应器、中国专利96109551介绍了一种气升内错流式生物反应器、中国专利95239681介绍了一种用于生物反应器的气体环流搅拌装置，中国专利98100073介绍了一种带有折流元件的生物反应器等等。上述生物反应器只适用于某种类型的生化反应，对于反应器的设计、制造和安装均带来不便。特别是对于科学实验过程中，需要使用多种不同形式的反应器进行探索实验，如果按照现有技术方法制作各种不同形式的反应器，将浪费大量时间及人力和物力，影响研究进程。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种组合式生物反应器，本技术具有结构简单、适用性广，制作方便、快捷。本技术组合式生物反应器包括外筒、内筒、挡板、搅拌器、换热器、空气分布器、联结器、封头等标准结构单元。各结构单元按照位置关系设置标准连接结构(包括法兰和螺纹等)，然后按照所需反应器类型选择标准结构单元，通过法兰或螺纹等标准连接结构进行各结构单元间连接并进行组合安装，就可组成具有不同结构形式，不同使用性能的各种生物反应器。本技术的组合式生物反应器具有结构单元简单、通用性强、易于制造、成本低、效率高的特点。通过结构单元部件的选择和组装，可以组成各种通用形式的生物反应器。还可以根据不同的工艺要求，灵活的组装成具有特殊使用性能的新型生物反应器。本技术适用于各种规模生物反应器的设计和制作，特别是对于科学实验中，需要使用不同结构的反应器探索最佳的反应过程时，使用本技术反应器可以简单、快速地获得最适宜反应器结构形式。附图说明图1-1、图1-2、图1-3、图1-4是四种不同形式的外筒体的结构。图2-1、图2-2是两种不同形式的换热器的结构。图3通用型搅拌生物反应器组合示意图。图4组合型搅拌生物反应器组合示意图。图5通用型气升式内环流生物反应器组合示意图。图6新型气升式内环流生物反应器组合示意图。图7通用型塔式生物反应器组合示意图。图8新型塔式生物反应器组合示意图。图9通用型自吸式生物反应器组合示意图。符号标注为1、搅拌器2、封头 3、外筒体 4、挡板 5、内筒体6、分布器7、换热器8、筛板 9、联结器21、法兰 22、筒体 23、夹套 24、工艺接口31、法兰 32、筒体 33、工艺接口 34、夹套 35、工艺接口36、法兰 37、工艺接口 具体实施方式以下结合附图进一步说明本技术涉及的主要标准结构单元的结构和使用说明如下(1)外筒体和换热器组合式生物反应器的重要结构单元之一。外筒体由一定直径的圆筒体和法兰组成，换热器采用夹套换热方式。主要用于构成反应器的主体，承担支撑和连接其他结构单元。在反应器组装时，以换热器和外筒体为主体，通过法兰进行各结构单元间连接。不带法兰的外筒体和其他结构单元连接时，则采用活法兰进行连接。本技术所涉及的组合式生物反应器的外筒体和换热器各有不同的结构形式，彼此之间具有灵活的互换性。同时，图1-2和图1-3所示的外筒体也具有换热功能。本技术中的外筒体和换热器的内径要相同。图1-1所示的外筒体-1(带法兰外筒体)、图1-2所示的外筒体-2(带法兰和夹套外筒体)、图1-3所示的外筒体-3(带夹套外筒体)、图1-4所示的外筒体-4(不带法兰与夹套外筒体)的体结构标号为法兰21、筒体22、夹套23、工艺接口24。图2-1所示的换热器-1(圆底型夹套换热器)、图2-2所示的换热器-2(柱型夹套换热器)的结构标号为上法兰31、下法兰36、筒体32、工艺接口33、35、37、夹套34。(2)搅拌器在普通好氧发酵过程中的作用是打碎气泡，使空气与溶液均匀接触，使氧更容易溶解于发酵液中。挡板的作用是改变液流的方向，促使液体激烈翻动，增加溶解氧。本技术所涉及的组合式生物反应器中的搅拌器共有四种形式；多层、单层、双层及组合型。搅拌器的搅拌桨叶有螺旋桨、园盘平直叶涡轮、园盘弯叶涡轮、园盘箭叶涡轮及复合涡轮等多种结构单元部件。实验人员在组装反应器时，可根据发酵体系的粘度和菌体特性，合理选择反应器和搅拌桨叶的形式、通过紧定螺钉进行灵活组装。(3)内筒体组合式生物反应器的重要结构单元之一。是一个有一定直径和高度圆筒体，利用固定部件使之置于生物反应器的中部，主要用于提高生物反应器内部气体和液体两相间的接触时间，促进发酵液的循环，使氧更容易溶解于发酵液中。还可以用做塔式生物反应器的塔体部分的结构单元，并通过活法兰与其他结构单元进行连接，组成塔式生物反应器。(4)联结器组合式生物反应器的结构单元之一。是一个两端带有法兰的圆锥体(椭圆体或球体)，上端的内径与内筒体的内径相同，下端的内径和外筒体的内径相同，圆锥体表面设有检测器插入孔。主要用于外筒体和内筒体的连接组成塔式生物反应器。其它标准结构单元，如档板、空气分布器、筛板、封头等可以采用常规结构。本技术生物反应器采用如下方法制作按照预先设计的方案，合理地选择出各个结构单元体，按照先内后外、由下至上的顺序，通过法兰、螺纹和其他连接部件进行安装，组成各种不同形式、不同使用性能的生物反应器。以下结合附图进一步说明。实施方案一选择外筒、内筒、挡板、搅拌器、换热器、空气分布器、联结器结构单元的其中一种结构单元，如以夹套型换热器-1为基座，通过其法兰与外筒体-1连接。再将多层搅拌器(由两层或三层搅拌桨组成)、矩形挡板、空气分布器和封头等结构单元部件，按顺序安装，可组成通用型搅拌生物反应器。结构如图3所示搅拌器1、封头2、外筒体3、挡板4、空气分布器6、换热器7。实施方案二为了改善气液两相间的传质情况，增加空气在溶液在的溶解性，可以选用外筒体-2、内筒、挡板、组合搅拌器(由不同形式的搅拌桨叶组成)、换热器-2、空气分布器、封头等结构单元部件，按顺序安装，这样就可组成另外一种结构的组合型搅拌生物反应器。结构如图4所示，搅拌器1、封头2、外筒体3、挡板4、内筒体5、空气分布器6、换热器7。实施方案三选用外筒体-2、外筒体-3、2个内筒体、换热器-1、空气分布器、封头等结构单元部件，按顺序安装，可组成通用型气升式内环流生物反应器。结构如图5所示封头2、外筒体3、内筒体5、空气分布器6、换热器7。实施方案四在上述组合方案中，为了改善气液两相间的传质情况，可以通过选用多喷嘴的空气分布器、增加筛板等结构单元部件，就可以达到进一步提高空气中的氧在发酵液中的溶解度的目的，这样就可组成新型气升式内环流生物反应器。结构如图6所示封头2、外筒体3、内筒体5、空气分布器6、换热器7、筛板8。实施方案五如果选用换热器、外筒体-2、2个内筒体、筛板、空气分布器、联结器、封头等结构单元部件，按顺序安装，可组成通用型塔式生物反应器。结构如图7所示，封头2、外筒体3、内筒体5、空气分布器6、换热器7、筛板8、连接器9。实施方案六在上例组合方案中，为了改善气液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王占宇，崔爱霞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：实用新型
国别省市：