用于好氧发酵系统的溶气装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于好氧发酵系统的溶气装置包括：横卧设置的溶气罐，在溶气罐前段设置有出水连接管，出水连接管通过出水管与发酵罐的输送管的进口端密封连接；在溶气罐后段设置有进水连接管，进水连接管通过进水管与气液混合泵的出水口密封连接，气液混合泵的进水口与取液管的出水口密封连接，取液管的进水口端密封伸入发酵罐的发酵液中；进水连接管的轴线与溶气罐的轴线呈空间交错设置，从而使从进水连接管喷射入溶气罐中的发酵液呈螺旋状旋转前进；在位于出水连接管与进水连接管之间的溶气罐壁上间隔分布有若干压缩空气进气管。该装置运行能耗低，且能高效溶解氧气，从而使得从各射流管喷射析出均匀绵密的微米级的气泡。

Gas dissolving device for aerobic fermentation system

【技术实现步骤摘要】
用于好氧发酵系统的溶气装置
本技术涉及生物发酵技术，尤其涉及一种用于好氧发酵系统的溶气装置。
技术介绍
溶解氧是指溶解于水中分子状态的氧，氧是一种难溶气体，在常压、25℃的条件下，空气中的氧在纯水中的溶解度仅约为0.25mmol/L。在发酵液中，由于各种溶解的营养成分、无机盐和微生物的代谢产物存在，会明显降低氧的溶解度，而好氧微生物生长和代谢均需要氧气，因此发酵液中的溶氧浓度是影响好氧发酵的关键因素，对微生物的生产和产物形成有重要的影响：提高溶氧浓度能加速好氧发酵的进程，提高反应效率。传统提高好氧发酵液中的溶氧浓度的溶氧方式有以下两种：第一种方式：如图1所示，在容积为十立方米的发酵罐1中安装一根直径为40mm的输送管11，输送管11的出口端12伸入发酵罐1底部，在发酵罐1中设置有带切割搅拌桨叶13的搅拌轴14，搅拌轴14由一个功率为20KW左右的搅拌电机15和变速箱组合驱动。工作时，压缩空气源源不断从输送管11进入，然后从输送管11的出口端12不断冒出直径大于40mm的气泡，通过高速旋转的切割搅拌桨叶13切割气泡，将气泡打碎成厘米级的气泡。但上述方式运行功耗大，且形成的气泡为厘米级，溶氧浓度非常低。第二种方式：参见图1所示，在容积为十立方米的发酵罐1中安装一根直径为40mm的输送管11，输送管11的出口端12伸入发酵罐1底部，在输送管11的出口端12设置专用毫米级孔径的曝气头，利用曝气头上小孔的细小孔径、以物理力学原理来切割气泡。工作时，压缩空气源源不断从输送管11进入，然后通过曝气头切割后不断形成毫米级的气泡。上述方式虽然得到的气泡比第一种方式中得到的气泡要小很多，但溶氧浓度依然不是很理想，长期使用过程中还存在曝气头上小孔容易堵塞现象，此外，发酵罐在每次使用之前均需要高温灭菌、在使用完毕后均需要酸洗，对曝气头的要求非常严格：曝气头需要耐高温、耐酸碱。
技术实现思路
本技术所需解决的技术问题是：提供一种能产生微米级的气泡的用于好氧发酵系统的溶气装置。根据气液传质定律，气泡越是细微，同等压力体积之下气体的表面积越大，传质效率越高，因而产生微米级的气泡的传质效率比传统溶氧方式的传质效率提高至少几十倍。为解决上述问题，本技术采用的技术方案是：本申请所述的用于好氧发酵系统的溶气装置的结构包括：横卧设置的溶气罐，在溶气罐前段设置有与溶气罐空腔连通的出水连接管，出水连接管通过出水管与发酵罐的输送管的进口端密封连接；在溶气罐后段设置有与溶气罐空腔连通的进水连接管，进水连接管通过进水管与气液混合泵的出水口密封连接，气液混合泵的进水口与取液管的出水口密封连接，取液管的进水口端密封伸入发酵罐的发酵液中；进水连接管的轴线与溶气罐的轴线呈空间交错设置，从而使从进水连接管喷射入溶气罐中的发酵液呈螺旋状旋转前进；在位于出水连接管与进水连接管之间的溶气罐壁上间隔分布有若干压缩空气进气管。进一步地，前述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其中，在发酵罐中竖向设置有带搅拌桨叶的搅拌轴，搅拌轴由驱动装置驱动。其中，驱动装置可以采用搅拌电机和变速箱组合驱动。搅拌桨叶的主要作用是均质，而不担任任何切割气泡的作用，因此本申请采用的搅拌电机的功率相比传统驱动带切割搅拌桨叶13的搅拌轴14的搅拌电机15的功率要小很多，功率大幅降低，本申请中搅拌电机功率只要保证搅拌桨叶旋转后能使发酵罐中的发酵液与气泡均匀分布即可。此外，传统驱动带切割搅拌桨叶13的搅拌轴14的搅拌电机15因需要保证切割搅拌桨叶13能切割气泡，因而搅拌速度非常快，在搅拌过程中，发酵罐内发酵液的液面呈向下凹的碗状曲面；而本申请用于驱动带搅拌桨叶的搅拌轴的搅拌电机只需保证发酵液与气泡均匀分布，因而搅拌速度非常慢，在搅拌过程中，发酵罐内发酵液的液面几乎为水平液面。进一步地，前述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其中，针对于采用动物油脂、大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、棕榈废油（如酸值高或不符合国家质量标准的棕榈毛油、用于油炸食品后废弃的棕榈油、工业棕榈废油及棕榈油生产工艺经脱酸、脱臭过程中产生的馏出物等）等油类物质作为发酵生产原料时，在好氧发酵过程中，会在液面附近形成油膜和泡沫层/皂化液层，本申请将取液管的进水口端设置于位于发酵液液面处的发酵液中、或将取液管的进水口端设置于发酵液的泡沫层/皂化液层中，这样可以将漂浮于液面上的油及液面附近的泡沫/皂化物抽入气液混合泵中打碎后通过溶气装置重新打入发酵罐内进行好氧发酵。进一步地，前述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其中，在发酵罐底部水平设置有环形管，在环形管外壁上开设有进液口，发酵罐的输送管的出口端与环形管的进液口密封连接，在环形管顶部管壁上均匀间隔分布有若干射流口，在各射流口上均分别竖向设置有一个射流管。进一步地，前述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其中，所述的环形管由若干异形三通首尾连接构成，所述的异形三通为由弧状管和设置于弧状管顶部中心位置的射流管构成，进液口位于其中一个弧形管上。将环形管设置成由异形三通首尾连接构成结构，可以增加流体阻力，从而使从各射流管喷射的富含有氧气的混合液体的喷射量尽量一致，此外异形三通内腔壁光滑，降低富含有氧气的混合液体的压力损失（压力与氧气在发酵液中的溶解度成正比）。进一步地，前述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其中，在各射流管上均设置有一个调节对应射流管喷射流量的第一阀门。通过调节各第一阀门的流体通过量，进一步提高从各射流管喷射的富含有氧气的混合液体的喷射量一致性。进一步地，前述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其中，各压缩空气进气管分布于溶气罐上、下两侧，位于溶气罐上侧的任一压缩空气进气管均相对于位于溶气罐下侧的各压缩空气进气管错开排布。进一步地，前述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其中，在各压缩空气进气管处分别密封连接有一根分支进气管，各分支进气管的进气口均与总进气管的出气口密封连接，在各分支进气管上分别设置有分支阀门，在总进气管上设置有总阀门。进一步地，前述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其中，进水管位于溶气罐的切线方向；在进水管上设置有检测进水管内的压力的压力表。进一步地，前述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其中，在溶气罐上还开设有至少一个与溶气罐空腔连通的取样口，在各取样口处分别密封连接有一根取样管，在各取样管上分别设置有第二阀门。本技术的有益效果是：该装置运行能耗低，且能高效溶解氧气，从而使得从各射流管喷射析出均匀绵密的微米级的气泡，传质效率相比传统切割破碎气泡方式的传质效率提高了几十倍。附图说明图1是
技术介绍
中发酵罐的结构示意图。图2是本技术所述的用于好氧发酵系统的溶气装置的结构示意图。图3是溶气装置的结构示意图。图4是图3仰视方向的结构示意图。图5是图4右视方向的结构示意图。图6是图4后视方向的结构示意图。图7是图2俯视方向环形管的结构示意图。图8是图7仰视方向的结构示意图。图9是本技术所述的用于好氧发酵系统的溶气装置的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于好氧发酵系统的溶气装置，其特征在于：包括：横卧设置的溶气罐，在溶气罐前段设置有与溶气罐空腔连通的出水连接管，出水连接管通过出水管与发酵罐的输送管的进口端密封连接；在溶气罐后段设置有与溶气罐空腔连通的进水连接管，进水连接管通过进水管与气液混合泵的出水口密封连接，气液混合泵的进水口与取液管的出水口密封连接，取液管的进水口端密封伸入发酵罐的发酵液中；进水连接管的轴线与溶气罐的轴线呈空间交错设置，从而使从进水连接管喷射入溶气罐中的发酵液呈螺旋状旋转前进；在位于出水连接管与进水连接管之间的溶气罐壁上间隔分布有若干压缩空气进气管。/n

【技术特征摘要】
1.用于好氧发酵系统的溶气装置，其特征在于：包括：横卧设置的溶气罐，在溶气罐前段设置有与溶气罐空腔连通的出水连接管，出水连接管通过出水管与发酵罐的输送管的进口端密封连接；在溶气罐后段设置有与溶气罐空腔连通的进水连接管，进水连接管通过进水管与气液混合泵的出水口密封连接，气液混合泵的进水口与取液管的出水口密封连接，取液管的进水口端密封伸入发酵罐的发酵液中；进水连接管的轴线与溶气罐的轴线呈空间交错设置，从而使从进水连接管喷射入溶气罐中的发酵液呈螺旋状旋转前进；在位于出水连接管与进水连接管之间的溶气罐壁上间隔分布有若干压缩空气进气管。


2.根据权利要求1所述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其特征在于：在发酵罐中竖向设置有带搅拌桨叶的搅拌轴，搅拌轴由驱动装置驱动。


3.根据权利要求1所述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其特征在于：取液管的进水口端位于发酵液液面处的发酵液中、或取液管的进水口端位于发酵液的泡沫层和/或皂化液层中。


4.根据权利要求1、2或3所述的用于好氧发酵系统的溶气装置，其特征在于：在发酵罐底部水平设置有环形管，在环形管外壁上开设有进液口，发酵罐的输送管的出口端与环形管的进液口密封连接，在环形管顶部管壁上均匀间隔分布有若干射流口，在各射流口上均分别竖向设置有一个射流管。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：丁大伟，安志军，胡鹏，
申请(专利权)人：苏州吉态来胺生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32