[实用新型]一种射流与机械搅拌通风节能发酵罐

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种立式有氧发酵罐，具体地说是一种射流搅拌混合与机械搅拌混合相结合的立式通风发酵罐。

背景技术

发酵罐在微生物发酵工艺产业化领域中占十分重要的地位，发酵罐在应用于有氧发酵中，溶氧搅拌功率是主要的能耗指标，以往的商家降低能耗的方法有二：一是通过增大通气量，降低搅拌转速，从而降低能耗，这样虽然取得一定的节能效果，但是不利微生物发酵并使无菌空气耗量增大，处理成本上升；另一途径是根据亨利定律提高罐压，这样则明显提高溶氧且能降低能耗，但是罐压过高会影响微生物发酵和使空气的压力上升，空气增压机能耗增加。

发明内容

本实用新型涉及一种射流与机械搅拌通风节能发酵罐，它能利用射流混合器强化通风搅拌罐的第一次气体分散，增大溶氧系数K_1a值，同时可使机械搅拌器的个数降低发酵罐能耗，其次，它能通过机械搅拌器直径的合理布置，低层直径大，上层直径小，来降低发酵罐能耗。

本实用新型的技术解决方案是在罐体的基础上，本实用新型特别是在罐体内有多层节能的机械搅拌器，所述机械搅拌器的首层搅拌器为涡轮式搅拌器，设置在罐体中部，首层搅拌器的下方设置有至少一条循环管，每个循环管下方均设置有混合管的头部，所述混合管的尾段为文丘里式管道，管口为渐放型入口直径为60-70mm锥角为8°，管口处设置有缩放型的空气喷嘴直径为20-30mm，空气喷嘴与罐体外围的空气总管相连通。

以上本实用新型所述的多层节能的机械搅拌器有两层，第二层搅拌器的直径小于首层搅拌器，首层搅拌器的下方轴向有两条循环管与罐体相固定；节能分层机械搅拌器还可以是三级或三级以上的，各层搅拌器的直径是首层搅拌器直径的约0.7-0.8倍，而首层搅拌器的直径则是发酵罐罐体直径的1/3倍。

本实用新型所述的机械搅拌器的正下方环形有四条循环管通过固定环与罐体固定，以环状均匀分布。

以上本实用新型的每根混合管以水平倾角4°-8°固定。

本实用新型的工作原理是工作时，具有一定压力的无菌空气(一般大于0.2MPa)从喷嘴高速喷射出，空气在进入混合管同时也将混合管入口处的发酵液卷吸入混合管，高速的空气喷射流和被卷吸入发酵液在混合管内强烈混合，空气得到有效分散。空气和发酵液在混合管内充分混合后从混合管流出，即刻进入循环上升管并在管内进一步混合溶氧。由于循环上升管内的气液混合体的密度比管外的发酵液的密度低，形成循环推动力，推动发酵罐底部的发酵液循环混合。从循环管出来的气液混合体在出口处，受到最低的首层搅拌器的进一步粉碎混合，气泡的直径粉碎得更小，使之形成气液单相区。气液单相区离开首层搅拌器混合区域上升时受到其余各层搅拌器进一步搅拌混合，强化发酵液中的气液之间的湍动和混和。

本实用新型的优点在于：

1、在发酵罐内部增加了射流混合器，并将射流混合器与机械搅拌器结合使用，所增加的射流混合器强化了通风发酵罐的第一次气体分散并使搅拌器的层数减少从而降低能耗。

2、不仅最大限度地利用了空气在压缩过程中所得到的能量，而且利用在循环管内的气液密度相互的关系形成循环推动力，得到更好气液混合，从而获得更高的溶氧系数。

3、通过机械搅拌器直径的合理布置，低层直径大，上层直径小，来降低发酵罐能耗。

附图说明

图1是本实用新型的构造示意图；

图2是本实用新型的A-A剖面构造示意图。

具体实施方式

实施例1

根据图1或图2所示，本实用新型罐体1内有节能两层的机械搅拌器2，所述机械搅拌器2的首层搅拌器2.1为涡轮式搅拌器，设置在罐体1中部，首层搅拌器2.1的下方设置有四条循环管3，每个循环管3下方均设置有混合管4的头部，所述混合管4的尾段为文丘里式管道5，管口为渐放型，入口直径为60-70mm锥角为8°，管口处设置有缩放型的空气喷嘴6直径为20-30mm，空气喷嘴6与罐体1外围的空气总管相连通。

第二层搅拌器2.2的直径是首级搅拌器2.1直径的约0.7倍，而首层搅拌器2.1的直径则是发酵罐罐体1直径的1/3倍，首层搅拌器2.1正下方轴向的循环管3通过固定环7与罐体1固定，以环状均匀分布，每根混合管4以水平倾角4°固定。

实施例2

与实施例1相同，只是节能分级机械搅拌器2是三层的，各层搅拌器的直径是首层搅拌器2.1直径的约0.8倍，有两条循环管3通过固定环7与罐体1固定，以环状均匀分布，每根混合管4以水平倾角4°-8°固定。