[发明专利]一种自动控制通气量的通气搅拌装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种搅拌装置，具体涉及一种通气搅拌装置，特别涉及一种自动控制通气量的通气搅拌装置。

背景技术

在化工、食品、医药等技术领域中，如高密度发酵、有氧参与的酶催化反应、有氧参与的化学反应等，常常需要考虑物料的混合的均一性和气体的溶解效率。而产品质量和成本与反应过程密不可分，反应的快慢和物料转化的程度直接受到搅拌作用的物料流动和混合效果的影响。在反应器中大范围内进行体积循环的宏观流程和局部小涡流的动态变化为特征的微观流场的直接影响，对于有气体参与的过程中，气体的导入方式对搅拌操作和物料-化学过程也有重大的影响。在现有的技术中，气体沿着固定的管道通入容器的底部或上部，再以气泡上升穿过液体物料，气体分布的均匀性、气泡的大小和气体对容器底部物料的搅拌作用均难以控制。

中国实用新型专利ZL92225889.9公开了一种通气搅拌装置，由安装于机架上并由传动机构驱动的搅拌轴，搅拌桨叶上装有开若干小孔的通气支管，通过毂体上的气孔与搅拌轴的气体通道连通，进气帽，轴封件等组成。气体通入进气帽后，经过搅拌轴上的气体通道和搅拌桨上的通气支管小孔进入液体物料，保证通入气体的均匀性，减少逸出液面的气体量，提高气—液混合效果。本实用新型特别适用于含有悬浮固体颗粒的液体物料的通气搅拌设备中。该方案仅仅一路通气，气泡聚并机会多，气体在反应釜中上下难以均匀分布，气体浪费严重，尤其对于柱式大型反应釜，单层搅拌桨叶不能满足放大生产的需求。

中国发明专利申请201410298843.4公开了一种高粘发酵体系的通气搅拌装置，包括位于减速机顶部的旋转接头、减速机和用于驱动的电机、搅拌轴和多层搅拌器等，气体从旋转接头入口，经由中空的减速机轴、中空的搅拌轴直至多层搅拌器，最后从搅拌器的主桨叶的斜面上的小孔中射流而出，该装置能改善反应釜内的传质和混合效果，使气泡在釜内部分布更加均匀，聚并机会减少，避免气泡的短路和形成“空穴现象”。但该装置仅一路通气，气流由上至下依次减弱，导致越是靠近反应釜底部越是供气量不足，无法满足反应釜底部对氧气需求，以至于反应釜上部氧气过剩、气体浪费或是反应过度氧化导致副产物产生，而反应釜下部却因气流不足而氧化不够充分，不能实现通气量的精确控制。

中国发明专利申请2012102502709公开了一种通气发酵罐，包括罐体(1)及与所述的罐体连接的供气系统和温度调节系统，所述的罐体上具有迷宫式排气通道(2)，所述的供气系统包括空气压缩机(3)，所述的空气压缩机通过总闸(4)连接螺旋形供气主管(5)，所述的供气主管通过一组电磁阀(6)连接供气支管(7)，所述的供气支管通入所述的罐体中，所述的供气支管上具有一组排气孔(8)，所述的罐体中间具有一组溶解氧率测定仪(9)，所述的总闸、电磁阀和所述的溶解氧率测定仪都与控制器(10)连接。本发明用于发酵反应。该发明提供一种通气发酵罐。现有的发酵罐对粘性较高的发酵液传质能力低，设备运行时工况操作的调节手段狭窄，不易控制等，对于耗氧量较大的生物不适宜。该发明的目的是针对上述存在的问题提供一种通气发酵罐，能够有效解决粘性较高的物质的氧传递不均的问题，并且输氧量容易调控。但该反应釜无搅拌桨，不能充分使氧气均匀分布，尤其是对于柱式大型反应釜，整体效果差，同样没有实现对上产放大反应釜内整体物料的有效混合和通气量的精确控制。

因此，目前已公开的通气搅拌反应装置仍难以满足氧化反应放大生产中，对于通气量的精确控制，从而导致对生产成本、能耗、气体资源、以及产品品质和生产效率的影响。对于生物香料的制备而言，大量通气鼓泡气流会带走相当大的易挥发香原料产品，直至产品收率减少，同时也会对周围环境造成影响。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是一种气体传递均匀性好，氧气控制精度高的自动控制通气量的搅拌装置，能够有效地控制放大反应釜中，气体传递不均一性、能耗大、气体资源浪费，成本高，产品品质差，生产效率低的难题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种自动控制通气量的通气搅拌装置，包括釜体，包括通气结构、控制结构和搅拌结构；

所述搅拌结构包括搅拌轴、搅拌轴动力输入结构和设置在搅拌轴上的多个搅拌桨叶；所述搅拌轴分成上半部和下半部，其中搅拌轴的下半部位于釜体内，多个搅拌桨叶设置在搅拌轴的下半部位，且多个搅拌桨叶沿搅拌轴轴向分布，搅拌轴动力输入结构与搅拌轴上半部端部连接，带动搅拌轴转动；

所述通气结构包括固定在釜体上方的气室帽、多个通气管道、多个通气支管和储气罐；