一种气升式发酵罐气液循环系统技术方案

本发明专利技术公开了一种气升式发酵罐气液循环系统，包括：加热发酵罐，包括发酵罐本体和罐盖，所述发酵罐本体的底部设有加热底座，所述发酵罐本体由保温外壁和保温内壁形成中空罐体，该中空区域内设有液体材料，保温内壁内形成发酵腔；进气环流组件，包括设置在罐盖内侧中央并向发酵腔底部延伸的环流内壁，环流内壁上开设多个呈螺旋上升的环流孔；还包括设于环流内壁下方并向正上方喷气的垂直喷气头，所述垂直喷气头通过主进气管伸出加热发酵罐外；所述罐盖上设有检测口、进出气口及进补料口。本系统通过螺旋上升的环流孔和螺纹内壁配合喷气装置在发酵腔内形成环流，加强环流内壁的内外各层次液体混合，增大了进气量，并能使发酵罐内液体迅速混合均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种气升式发酵罐气液循环系统
本专利技术涉及发酵工程
，尤其是涉及一种气升式发酵罐气液循环系统。
技术介绍
目前的发酵罐主要分为两种，一种是机械搅拌式发酵罐，另一种是气升式发酵罐，气升式发酵罐是20世纪70年代开始发展应用的一种新型生物反应器，广泛应用于大规模培养好氧型微生物中，气升式发酵罐是全封闭的，密封性好，在微生物培养中不易染菌；且结构简单，操作方便，连接好检测口仪器后，可直接由机器导出数据；气升式发酵罐比搅拌式发酵罐平均节电约70-80％，大大降低了能耗。气升式发酵罐主要由导气管向发酵罐罐体底端通气，使发酵罐内液体流动混合，但由于通气量和通气方向效率等限制，它存在着液体混合不均匀的缺点，经常导致温度，溶氧，pH等数据测试结果延迟，从而导致补料加氧不及时等情况出现；此外因为发酵罐加热耗能大，升温慢，而导致的成本高和温度调节不及时的问题，也亟需解决。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服
技术介绍
的不足，本专利技术公开了一种气升式发酵罐气液循环系统，通过螺旋上升的环流孔和螺纹内壁配合喷气装置在发酵腔内形成环流，加强环流内壁的内外各层次液体混合，增大了进气量，并能使发酵罐内液体迅速混合均匀。技术方案：本专利技术的气升式发酵罐气液循环系统，包括：加热发酵罐，所述加热发酵罐包括发酵罐本体和罐盖，所述发酵罐本体的底部设有加热底座，所述发酵罐本体由保温外壁和保温内壁形成中空罐体，该中空区域内设有液体材料，保温内壁内形成发酵腔，通过加热液体材料实现对发酵腔加热；进气环流组件，所述进气环流组件包括设置在罐盖内侧中央并向发酵腔底部延伸的环流内壁，所述环流内壁上开设多个呈螺旋上升的环流孔；还包括设于环流内壁下方并向正上方喷气的垂直喷气头，所述垂直喷气头通过主进气管伸出加热发酵罐外；所述罐盖上设有检测口、进出气口及进补料口。使用时，在罐体的中空区域装入液体材料，通过进料口/补料口对发酵腔进行进料/补料，通过加热底座对液体材料进行加热，同时往主进气管通入气体，由垂直喷气头喷进环流内壁，气体从环流内壁上的环流孔喷出，形成螺旋环流，起到充分接触和搅拌的效果。进一步的，所述保温内壁为螺旋上升的内螺纹结构。一方面可以配和环流孔形成螺旋环流，另一方面可以增大保温内壁与外部加热液体材料的接触面积，并减少了液体材料的体积，使发酵腔内菌液温度更加迅速地变化，使罐内温度调节更灵敏，达到节能降成本的效果。进一步的，所述主进气管延伸至发酵腔底部中心并接有多个水平喷气头，所述水平喷气头沿保温内壁的螺纹方向弯曲形成与螺纹朝向一致的喷气方向。水平方向喷气可以加快腔内液体的螺旋流动混合，同时加大进气速度和进气量。其中，所述垂直喷气头和水平喷气头的进气端汇集于发酵腔的底部中心，并与主进气管连接，所述主进气管由发酵腔的一侧穿过罐盖延伸出加热发酵罐；所述水平喷气头在水平位置均匀间隔分布。进一步的，所述罐盖采用固体保温材料。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点为：首先，本专利技术通过螺纹内壁和环流孔配合喷气装置带动发酵腔内液体规律性流动，在发酵腔内形成螺旋向上的环流，加强环流内壁的内外各层次液体混合，增大了进气量，增大微生物培养液与空气的接触面积，增大溶氧量培养液，促进好氧微生物的活动效率，并能使发酵腔内液体迅速混合均匀，同时能耗较低；其次，保温内壁的螺纹结构设计增加了保温内壁与外部加热液体材料的接触面积，并减少了液体材料的体积，使发酵腔内菌液温度迅速上升，从而达到节能降成本的效果。附图说明图1是本专利技术内部结构侧视图；图2是本专利技术保温内壁结构示意图；图3是本专利技术内部结构俯视图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。如图1所示的气升式发酵罐气液循环系统，包括：加热发酵罐，所述加热发酵罐包括发酵罐本体1和罐盖2，所述发酵罐本体1的底部设有加热底座3，所述发酵罐本体1由保温外壁101和保温内壁102形成中空罐体，该中空区域内设有液体材料，通过加热底座3即可实现对内部液体材料的加热，保温内壁102内形成发酵腔，通过加热液体材料实现对发酵腔加热，该加热方式更为均匀可控。如图2所示，所述保温内壁102为螺旋上升的内螺纹结构，此结构可以增大保温内壁与外部加热液体材料的接触面积，并减少了液体材料的体积，使发酵腔内菌液温度更加迅速地变化，使腔内温度调节更灵敏。如图3所示，本系统内设有进气环流组件，所述进气环流组件包括设置在罐盖2内侧中央并向发酵腔底部延伸的环流内壁4，所述环流内壁4上开设6个呈螺旋上升的环流孔401。还包括主进气管6，所述主进气管6设于发酵腔内一侧，一端穿过罐盖2延伸出发酵罐，同时连接进气装置；另一端延伸至发酵腔的底部中心位置，形成出气口分路中心，同时连接垂直喷气头5和三个水平喷气头7，所述垂直喷气头5由出气口分路垂直向上形成，其喷气方向对准环流内壁，向上喷气时，由环流孔喷出配合螺旋形腔壁形成环流；所述三个水平喷气头7与主进气管6分别呈90°角设置，该三个水平喷气头7均延螺旋腔壁的螺旋方向进行弯曲，使得喷头朝向于螺旋方向一致，喷气时可以配合产生螺旋环流。所述罐盖2采用固体保温材料，在罐盖2上设有检测口(包括pH检测口、溶氧检测口、温度检测口等)、进出气口及进补料口。利用本专利技术循环系统进行好氧微生物发酵时，将发酵罐所有检测口用锡纸包好，进出气口用空气过滤器装好，进行灭菌；罐体冷却后，从进料口加入培养液和微生物，从补料口加入微生物生长后续需要的各种物料；连接好各检测仪器，打开加热底座，对罐内液体进行加热，从进气口通入空气或纯氧，通过喷气头，推动罐内液体流动混合，根据各检测口检测数值和试验要求，调整发酵罐的发酵条件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气升式发酵罐气液循环系统，其特征在于，包括：/n加热发酵罐，所述加热发酵罐包括发酵罐本体(1)和罐盖(2)，所述发酵罐本体(1)的底部设有加热底座(3)，所述发酵罐本体(1)由保温外壁(101)和保温内壁(102)形成中空罐体，该中空区域内设有液体材料，保温内壁(102)内形成发酵腔，通过加热液体材料实现对发酵腔加热；/n进气环流组件，所述进气环流组件包括设置在罐盖(2)内侧中央并向发酵腔底部延伸的环流内壁(4)，所述环流内壁(4)上开设多个呈螺旋上升的环流孔(401)；还包括设于环流内壁(4)下方并向正上方喷气的垂直喷气头(5)，所述垂直喷气头(5)通过主进气管(6)伸出加热发酵罐外；/n所述罐盖(2)上设有检测口、进出气口及进补料口。/n

【技术特征摘要】
1.一种气升式发酵罐气液循环系统，其特征在于，包括：
加热发酵罐，所述加热发酵罐包括发酵罐本体(1)和罐盖(2)，所述发酵罐本体(1)的底部设有加热底座(3)，所述发酵罐本体(1)由保温外壁(101)和保温内壁(102)形成中空罐体，该中空区域内设有液体材料，保温内壁(102)内形成发酵腔，通过加热液体材料实现对发酵腔加热；
进气环流组件，所述进气环流组件包括设置在罐盖(2)内侧中央并向发酵腔底部延伸的环流内壁(4)，所述环流内壁(4)上开设多个呈螺旋上升的环流孔(401)；还包括设于环流内壁(4)下方并向正上方喷气的垂直喷气头(5)，所述垂直喷气头(5)通过主进气管(6)伸出加热发酵罐外；
所述罐盖(2)上设有检测口、进出气口及进补料口。


2.根据权利要求1所述的气升式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李季，郝尉妤，
申请(专利权)人：中农新科苏州有机循环研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32