[实用新型]自吸式气升发酵罐

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发酵罐，尤其是一种应用于工业化大生产中的，作为好气性微生物发酵的自吸式气升发酵罐。

背景技术

通常好气性微生物发酵罐内部有搅拌系统、冷却散热系统以及通气排气装置等。随着工业大生产发酵规模不断扩大，单台发酵罐直径、高度也成倍增加。发酵罐直径从过去2m～4m增至现在的4m～10m；高度从过去5m～10m增至现在的10m～20m。由于搅拌功率与搅拌器直径的5次方成正比，因此发酵罐体积扩大后搅拌功率成倍上升，导致能耗大幅增加。同时罐内液层静压增加，进罐空气压力也随之增加。使好气性微生物发酵成为高能耗行业。

为降低能耗，近年开发有多种立式少搅拌和无搅拌发酵罐，其利用压缩空气压力能，通过射流装置使气液均质并转化为高速射流，再借助罐内导流装置，带动发酵液循环、使微生物发酵过程在罐内均匀进行。但转化高速射流需要一定的静压能，使得空气进罐压力大于带搅拌的普通通气发酵罐所需压力，以保证较大的空气推动力，虽然减少了搅拌功率消耗，而空压机出口压力上升导致电耗上升，此消彼长，带射流的少搅拌和无搅拌发酵罐并不节能。况且部分生产菌不能在高速射流的环境中生长代谢，特别是对粘度高的物料射流装置易阻塞，无法进行分散物料。许多微生物发酵不能应用上此种发酵罐，因此其实际应用范围非常有限，需要改进。

现有专利号为CN201110143108.2的中国专利《一种旋流气升式发酵罐》，其包括罐体、进气装置、排气装置、冷却装置及所述罐体上设置的进气管、排气管，所述进气管与进气装置相连接，所述排气管与排气装置相连接，其特征在于：所述进气管设于罐体底部的中间位置或靠近罐体底部位置，所述排气管设于罐体顶部的中间位置，所述进气装置为一旋流混合器，设于罐体内的底部或者靠近罐体底部位置，并与进气管相连接，在旋流混合器的上方设有导流装置，所述导流装置为两端开口的筒状结构，呈纵向设置在罐体的轴线上。这种发酵罐无搅拌装置，发酵气液是在旋流混合器的作用下呈旋流状态混合，沿着导流装置作内外循环运动，但是该旋流混合器是静态工作的，不能旋转，气液混合需要相当压力的气流推动，因此气液混合的效果并不是很理想，尤其不能适用于高粘度物料的发酵。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种结构简单、气液混合效果良好的自吸式气升发酵罐，具有低耗高效、通用性强的特点。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种自吸式气升发酵罐，包括罐体、进气装置、排气装置、导流装置、冷却装置以及所述罐体上设置的进气管、排气管，进气管设于罐体底部或靠近底部的位置，排气管设于罐体顶部，并与排气装置相连接，进气装置为一旋流混合器，设于罐体内的底部与进气管相连通，导流装置设在罐体内中部位于旋流混合器的上方，其特征在于：所述导流装置为一两端开口的导流筒，导流筒纵向设置在罐体的轴线上，在罐体的轴线上设有一带有搅拌器的搅拌轴，搅拌轴的上端伸出罐体与驱动电机相连，搅拌轴的下端与旋流混合器相连接，搅拌器位于在导流筒内的下部位置。

作为改进，所述旋流混合器包括由内至外设置的内壳体、外壳体以及呈圆周状分布在外壳体内的旋流叶片，内壳体与外壳体之间设有供罐体内的发酵液进入的圆形开口，内壳体的上端中心部设有与搅拌轴末端的联轴器相连接的法兰盘，内壳体的底部与进气管可转动地相连通，内壳体的侧部设有气体出口，外壳体内通过旋流叶片分隔成供气液混合的涡旋通道，外壳体外周设有供气液混合料甩出的开口。

作为改进，所述内壳体的底部设有进气口，在进气口处设有一可供进气管插置的密封座，密封座的下端固定设有一密封套，密封套的内径大于密封座的内径，进气管上套设有与密封套呈间隙配合的密封环，密封环的上端面与密封座相抵密封，从而构成旋流混合器与进气管之间有密封的、可转动地相连通。

作为改进，所述搅拌器是具有轴向流型的推进式搅拌器，在搅拌轴上间隔设有2～3个中间轴承，中间轴承通过支架和导流筒固定，而导流筒通过支架再和发酵罐内壁固定，其中最下方的中间轴承位于靠近搅拌器上方的位置。

再改进，所述冷却装置包括设于罐体壁面的第一冷却夹套和设于导流筒壁面的第二冷却夹套。

再改进，所述第一冷却夹套设置在罐体的外壁或者内壁或者内外壁面，所述第二冷却夹套设置在导流筒的外壁或者内壁或者内外壁面。