一种用于好氧发酵的高效气体分布器制造技术

本发明专利技术提供了一种用于好氧发酵的高效气体分布器，其预分散过程中能够有效对进气进行剪切，并对产生的气泡进行分解和细化，从而保证分散效果，降低对二次分散的要求，同时分布器减少了孔管等管道的使用，不易堵塞且耗能也更少

【技术实现步骤摘要】
一种用于好氧发酵的高效气体分布器


[0001]本专利技术涉及气体分布器
，具体为一种用于好氧发酵的高效气体分布器
。

技术介绍

[0002]机械搅拌通风发酵罐作为最常用的好氧发酵的发酵设备，被广泛应用在好氧发酵的生产中
。
在好氧发酵中，由于好氧微生物的呼吸
、
基质的氧化都需要发酵液中大量的溶解氧，溶氧不足会严重影响微生物生长与代谢，因此在好氧发酵过程中的气液分散十分重要
。
在机械搅拌通风发酵罐中，无菌气体进入到发酵液中会受到两次分散
——
预分散和二次分散
。
预分散是通过气体分布器将无菌空气通入发酵液中，二次分散是由搅拌器的涡流剪切来完成
。
气体分布器将直接影响预分散的效果，预分散的效果对二次分散又有至关重要的影响，进而影响整个发酵罐内的气液分散
。
此外，气体分布器还应该满足到易清洗
、
不易堵塞
、
不积液
、
不易染菌
、
适用广泛
、
结构不复杂等基础要求
。
同时，近年来随着生化技术的发展和生化产品需求的不断增加，发酵罐向大中型化方向发展，对发酵罐的气液分散提出了更髙的要求
。
目前，大中型发酵罐的气体分布器往往采用单管式
、
孔管式（多孔环形管
、
多孔十字形管等）
、
射流管式和旋流混合器等类型的气体分布器，其中：
1.
单管式分布器
。
采用单根进气管伸至发酵罐的底部，采用向下喷气的形式，其优点是结构简单，加工方便；缺点是预分散效果差，气流导向效果不理想，容易在搅拌系统处于低转速时，发生气泛现象
。
[0003]2. 孔管式气体分布器
。
孔管式气体分布器有多种形式，最常见的是多孔环形管式和多孔十字形管式
。
无论那种形式，孔口均向下
。
其优点是结构简单，预分散效果较好，有一定的导向功能；缺点是孔管易堵塞，不易清洗
。
[0004]3.
射流管式分布器
。
射流管式空气分布器是 90 年代出现的一种分布器
。
由多组射流管并联布置，呈环状分布在发酵罐底部，侧向下射出压缩气体
。
其优点是在压头高
、
推动力充足的情况下，该装置对增加溶解氧有较为理想的效果；缺点是流动阻力大，空压机电耗高，易堵塞
、
易染菌，使用范围受到限制
。
[0005]4.
旋流混合器
。
旋流混合器的基本原理是利用压缩空气本身的静压能和动能转换， 空气喷射产生对周边液体的抽吸带动作用， 并转化为高速旋转的气液混合流
。
其优点是预分散效果好，气泡细腻；缺点是结构过于复杂，难以推广使用，难清洗，大大增加了染菌的风险
。

技术实现思路

[0006]针对现有的气体分布器分散效果差
、
易堵塞
、
耗能高的问题，本专利技术提供了一种用于好氧发酵的高效气体分布器，其预分散过程中能够有效对进气进行剪切，并对产生的气泡进行分解和细化，从而保证分散效果，降低对二次分散的要求，同时分布器减少了孔管等管道的使用，不易堵塞且耗能也更少
。
[0007]其技术方案是这样的：一种用于好氧发酵的高效气体分布器，其位于发酵罐最底
层搅拌桨的下方，所述发酵罐中间设有用于使搅拌桨转动的搅拌主轴，所述发酵罐下部设有进气口，所述进气口通过通气管与气体分布器主体连接，其特征在于：所述气体分布器主体包括下大上小的壳体，所述壳体底部设有进口
、
顶部设有出口，所述通气管通过喷嘴与所述壳体连通，所述喷嘴围绕所述壳体设置，所述壳体内设有搅拌轴，所述搅拌轴的顶部与所述搅拌主轴固定连接并随之转动，所述搅拌轴上安装有搅拌器，所述搅拌器在转动时用于使所述壳体内的液体从底部进口流向顶部出口；所述壳体内还设有气液分散器，所述气液分散器中空并与所述搅拌轴连接并随之转动，所述气液分散器的周部内凹并且截面呈
C
形，所述气液分散器周部上下端的连线与斜向下倾斜的所述喷嘴的中轴线垂直，所述气液分散器上设有沿周向均布的孔
。
[0008]其进一步特征在于：所述气液分散器的上方设有阻水部件，所述阻水部件具有多个并且均匀分布在所述壳体内部同一水平方向上，所述阻水部件包括支撑板和阻水板，所述支撑板与所述壳体连接用于支撑所述阻水板，每个所述阻水板分别朝向所述壳体中心延伸并朝下方倾斜，所述阻水板的宽度由下至上逐渐增加，相邻的所述阻水板之间留有间隙；所述壳体包括位于下部的大径段
、
位于上部的小径段和位于中部的变径段，所述喷嘴
、
所述气液分散器位于所述变径段处；所述搅拌器包括底部搅拌器和顶部搅拌器，所述底部搅拌器设于所述壳体的进口处，所述顶部搅拌器设于所述壳体的出口处；所述通气管与围绕在所述壳体外部的通气圆圈管连接，所述通过圆圈管上连接有所述喷嘴；所述壳体底部通过固定支腿支撑在所述发酵罐的底部；所述搅拌轴通过固定架设于所述壳体中轴线上，所述固定架包括固定筋和轴承座，所述搅拌轴通过轴承安装在所述轴承座上，所述轴承座通过所述固定筋与所述壳体内壁连接
。
[0009]有益效果：本气体分布器，借用发酵罐搅拌系统的动力来带动分布器中搅拌轴及安装于搅拌轴上的部件转动，不需要额外设置动力源，气体分布器壳体内部通过搅拌器使发酵液不断向上运动，与喷嘴喷射进入的气体形成强烈的剪切作用，随后高速流动的气液混合流快速通过正在旋转的气液分散器上的均布小孔，这使得气泡被分解和细化，进而增加气液分散的均匀性，提高了分散效果；由于分布器主体未采用孔管等结构，不易堵塞，同时不需要额外采用动力源和电力驱动设备，耗能也相对更少
。
附图说明
[0010]图1为本专利技术安装在发酵罐底部的结构示意图；图2为本专利技术结构示意图；图3为图2的俯视图；图4为图3的剖视图；图5为通气管及喷嘴连接结构示意图；图6为搅拌轴及安装在搅拌轴上的部件结构示意图；图7为小型斜叶圆盘涡轮式搅拌器的结构示意图；图8为气液分散器结构示意图；
图9为图8中
B
‑
B
向剖视图；图
10
为小型桨式搅拌器的结构示意图；图
11
为搅拌轴与搅拌主轴连接示意图；图
12
为壳体结构示意图；图
13
为壳体内部俯视示意图；图
14
为阻水部件结构示意图；图
15
为固定架结构示意图；图中，1为搅拌主轴，2为最底层搅拌桨，3为发酵罐，4为壳体，5为阻水部件，5‑1为支撑板，5‑2为阻水板，6为固定架，6‑1为固定筋，6‑2为轴承座，7为固定支腿，8为搅拌轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于好氧发酵的高效气体分布器，其位于发酵罐最底层搅拌桨的下方，所述发酵罐中间设有用于使搅拌桨转动的搅拌主轴，所述发酵罐下部设有进气口，所述进气口通过通气管与气体分布器主体连接，其特征在于：所述气体分布器主体包括下大上小的壳体，所述壳体底部设有进口
、
顶部设有出口，所述通气管通过喷嘴与所述壳体连通，所述喷嘴围绕所述壳体设置，所述壳体内设有搅拌轴，所述搅拌轴的顶部与所述搅拌主轴固定连接并随之转动，所述搅拌轴上安装有搅拌器，所述搅拌器在转动时用于使所述壳体内的液体从底部进口流向顶部出口；所述壳体内还设有气液分散器，所述气液分散器中空并与所述搅拌轴连接并随之转动，所述气液分散器的周部内凹并且截面呈
C
形，所述气液分散器周部上下端的连线与斜向下倾斜的所述喷嘴的中轴线垂直，所述气液分散器上设有沿周向均布的孔
。2.
根据权利要求1所述的一种用于好氧发酵的高效气体分布器，其特征在于：所述气液分散器的上方设有阻水部件，所述阻水部件具有多个并且均匀分布在所述壳体内部同一水平方向上，所述阻水部件包括支撑板和阻水板，所述支撑板与所述壳体连接用于支撑所述阻水板，每个所述阻水板分别朝向...

【专利技术属性】
技术研发人员：董连东，张伟浩，杨鹿，李涛，郑志永，宋炎江，勾钧恒，喻晓亮，夏国桥，王子凡，李光岩，徐军，周东圣，
申请(专利权)人：中国电子系统工程第二建设有限公司，
类型：发明
国别省市：