一种复合式提升红球菌溶氧利用率的系统技术方案

本发明专利技术属于红球菌培养设备技术领域，涉及一种复合式提升红球菌溶氧利用率的系统，包括罐体、搅拌电机、搅拌轴、气液旋流混合器、进气管和回流消泡装置，搅拌轴的底部固定连接有盘式抛物线桨叶，盘式抛物线桨叶上方设有消泡桨叶，气液旋流混合器设置于罐体内的底部，进气管穿过罐体与气液旋流混合器的底部连接，回流消泡装置设置于罐体的外侧。盘式抛物线桨叶搅拌带动近轴液体向下进入气液旋流混合器，与无菌空气充分混合后从罐体底部周向喷出，产生近罐壁旋流向上运动，形成内外上下循环，大幅降低功耗，有效提升溶氧利用率和培养效率，顶部回流及消泡桨叶形成的消泡体系，有效控制了发酵液面泡沫高度，防止泡沫逃液情况发生，降低了染菌率。了染菌率。了染菌率。

【技术实现步骤摘要】
一种复合式提升红球菌溶氧利用率的系统


[0001]本专利技术属于红球菌培养设备
，具体涉及一种复合式提升红球菌溶氧利用率的系统。

技术介绍

[0002]在红球菌发酵过程中，需要洁净、干燥、无杂菌的空气，同时需要搅拌系统实现培养基物料混合及增加溶氧效率。传统搅拌系统功率与搅拌器直径成正比，克服设备、管道阻力和管内液层静压力的压缩空气压力也随单罐规模增大而增加，从而导致发酵培养过程耗能不断提高。
[0003]近年来，随着旋流混合器的引入，能耗虽有一定程度降低，但由于压缩空气在液内停留时间较短，物料混合均匀程度较差，且在罐内液层顶部易形成泡沫堆积产生逃液情况，影响红球菌培养效果的同时，染菌率无法得到有效控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种复合式提升红球菌溶氧利用率的系统，提高溶氧利用率，提升好氧菌培养效率的同时，有效降低发酵培养过程的染菌率，且通用性强。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合式提升红球菌溶氧利用率的系统，包括罐体、搅拌电机、搅拌轴，搅拌电机位于罐体的上方，搅拌电机的输出轴与搅拌轴的顶端连接，搅拌轴的底端穿过罐体的顶部伸至罐体的内部，还包括气液旋流混合器、进气管和回流消泡装置，所述搅拌轴的底部固定连接有盘式抛物线桨叶，盘式抛物线桨叶上方的搅拌轴上固定连接有消泡桨叶，气液旋流混合器设置于罐体内的底部，进气管用于往罐体内输送无菌空气，进气管穿过罐体与气液旋流混合器的底部连接，回流消泡装置设置于罐体的外侧，回流消泡装置的底部通过回流管与罐体侧壁的下部连通，回流消泡装置的顶部通过回流管连接至罐体的液面处。
[0006]进一步地，所述气液旋流混合器位于盘式抛物线桨叶的正下方，气液旋流混合器用于使进气管内的无菌空气和罐体内的液体充分混合后周向分散气液旋流，气液旋流沿靠近罐体壁处向上流动。
[0007]进一步地，所述盘式抛物线桨叶带动罐体内靠近搅拌轴处的液体向下流动进入气液旋流混合器，与进气管输送至气液旋流混合器内的无菌空气充分气液混合，形成持续内外循环，进一步强化气液混合程度，并延长气体在罐内液体的停留时间。搅拌轴中部无搅拌桨叶，降低功耗的同时，底部混合旋流气液可形成有效的内外循环，提升气液混合效率。
[0008]进一步地，所述进气管的最低处设置有泪孔，消除进气管线死角，便于对进气管和气液旋流混合器进行清洁消毒，有效降低染菌率。
[0009]进一步地，所述消泡桨叶位于罐体内上部液面处，消泡桨叶和回流消泡装置形成消泡系统，避免顶部泡沫堆积及泡沫逃液情况，有效控制染菌概率。
[0010]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的系统在罐体内纵向轴线方向依次选用底部高
效气液旋流混合器、下档一组圆盘式抛物线桨叶、顶部一组消泡桨叶及回流消泡体系，去除中部搅拌桨叶，盘式抛物线桨叶搅拌带动近轴液体向下进入气液旋流混合器，与无菌空气充分混合后从罐体底部周向喷出，产生近罐壁旋流向上运动，从而形成内外上下循环，大幅降低功耗的同时，有效提升溶氧利用率和培养效率，发酵溶氧率提高5％以上，培养时间缩短16％，酶活提升9％，生物量提升2％。顶部回流及消泡桨叶形成的消泡体系，有效控制了发酵液面泡沫高度，防止泡沫逃液情况发生，降低了染菌率。
附图说明
[0011]图1是本专利技术复合式提升红球菌溶氧利用率的系统的结构示意图。
[0012]图中，1、罐体，2、搅拌电机，3、搅拌轴，4、消泡桨叶，5、盘式抛物线桨叶，6、气液旋流混合器，7、回流消泡装置，8、回流管，9、进气管，10、泪孔。
具体实施方式
[0013]以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步描述，但是本专利技术的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本专利技术构思的改变或等同替代均包括在本专利技术的保护范围之内。
[0014]如图1所示，一种复合式提升红球菌溶氧利用率的系统，包括罐体1、搅拌电机2、搅拌轴3，搅拌电机2位于罐体1的上方，搅拌电机2的输出轴与搅拌轴3的顶端连接，搅拌轴3的底端穿过罐体1的顶部伸至罐体1的内部，还包括气液旋流混合器6、进气管9和回流消泡装置7，所述搅拌轴3的底部固定连接有盘式抛物线桨叶5，盘式抛物线桨叶5上方的搅拌轴3上固定连接有消泡桨叶4，消泡桨叶4位于罐体1内上部液面处，消泡桨叶4和回流消泡装置7形成消泡系统，避免顶部泡沫堆积及泡沫逃液情况，有效控制染菌概率。气液旋流混合器6设置于罐体1内的底部，进气管9用于往罐体1内输送无菌空气，进气管9穿过罐体1与气液旋流混合器6的底部连接，进气管9的最低处设置有泪孔10，消除进气管线死角，便于对进气管9和气液旋流混合器6进行清洁消毒，有效降低染菌率。回流消泡装置7设置于罐体1的外侧，回流消泡装置7的底部通过回流管8与罐体1侧壁的下部连通，回流消泡装置7的顶部通过回流管8连接至罐体1的液面处。气液旋流混合器6位于盘式抛物线桨叶5的正下方，气液旋流混合器6用于使进气管9内的无菌空气和罐体1内的液体充分混合后周向分散气液旋流，气液旋流沿靠近罐体壁处向上流动。盘式抛物线桨叶5带动罐体1内靠近搅拌轴3处的液体向下流动进入气液旋流混合器6，与进气管9输送至气液旋流混合器内的无菌空气充分气液混合，形成持续内外循环，进一步强化气液混合程度，并延长气体在罐内液体的停留时间。搅拌轴中部无搅拌桨叶，降低功耗的同时，底部混合旋流气液可形成有效的内外循环，提升气液混合效率。
[0015]无菌空气进入底部高效气液旋流混合器6后，与内部培养液混合，周向散出形成气液混合旋流，沿近罐壁处向上流动，到达近液面处时，由于盘式抛物线桨叶5形成的向下液相流动作用，部分气液混合流体沿罐体中心纵轴向下流动，到达底部进入气液旋流混合器6，再次与新鲜无菌空气混合重复上述流体运动，达到罐体内部气液充分混合，同时延长部分无菌空气滞留液相的时间，有效提高了溶氧利用率，提升了培养效率。
[0016]红球菌好氧培养过程中易产生泡沫堆积于液面，消泡桨叶4和回流消泡装置7可及
时打散液面泡沫并控制泡沫高度，有效避免了泡沫堆积及逃液情况发生，切实控制染菌概率。
[0017]气液旋流混合器6和底部进气管9存在死角，易残存积液。进气管弯管最低点泪孔10可有效防止积液残存。空罐体消毒过程中，加水液面高于气液旋流混合器6，通入空气旋流清洗，可完成普通消杀；必要时加入4
‑
6％浓碱水，开蒸汽加热至80
‑
100℃，持续消毒30
‑
60min，可完成彻底消杀。
[0018]利用本专利技术的系统对红球菌进行培养，具体实施例如下。
[0019]实施例1
[0020]18L发酵罐，加入培养基材料及水共8L，搅拌均匀后实消20min，接入Ⅰ型基因改造红球菌菌株培养，无菌空气通量300L/min、罐内温度29
±
1℃、搅拌转速100r/min，生物量达到5.0后，通量150L/min、搅拌转速60r/min。培养33h，酶活达到1423万μ/mL、生物量8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合式提升红球菌溶氧利用率的系统，包括罐体、搅拌电机、搅拌轴，搅拌电机位于罐体的上方，搅拌电机的输出轴与搅拌轴的顶端连接，搅拌轴的底端穿过罐体的顶部伸至罐体的内部，其特征在于，还包括气液旋流混合器、进气管和回流消泡装置，所述搅拌轴的底部固定连接有盘式抛物线桨叶，盘式抛物线桨叶上方的搅拌轴上固定连接有消泡桨叶，气液旋流混合器设置于罐体内的底部，进气管穿过罐体与气液旋流混合器的底部连接，回流消泡装置设置于罐体的外侧，回流消泡装置的底部通过回流管与罐体侧壁的下部连通，回流消泡装置的顶部通过回流管连接至罐体的液面处。2.如权利要求1所述的复合式提升红球菌溶氧利用率的系统，其特征在于，所述气液旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，梁欢，王义民，李宁，杨月静，闫亮杉，
申请(专利权)人：东营宝莫环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：