[其他]带有新型混合元件的发酵罐

说明书

本发明属于发酵设备。

现有内循环气体提升式发酵罐[石油烃发酵用内循环气体提升式发酵罐的研制-《正烷酵母安全性及生产工艺的研究鉴定会资料》（1981）]是]由一个内循环管一个带有夹套的外套和一只气体分布器组成的。与搅拌通气式发酵罐相比具有结构简单和能量消耗低的特点。较适合用于耗氧量较高的发酵过程。但是当发酵培养基粘度较高时，传氧能力明显变差。再则，由于这种发酵罐是利用高速气流的喷射作用使进入到液体中的气体分散为较小气泡的手段来达到传质目的的，所以耗气量较大，氧气吸收率较低，这对于需要提供无菌空气的发酵过程来说即意味着需要增加供气设备的投资。

本发明旨在解决现有内循环气体提升式发酵罐存在的在高粘性物料发酵过程中传氧能力低和氧气吸收率低的问题。本发明可用于新建发酵罐，也可用来改造老设备。

下面结合附图来说明本发明的发酵罐结构。

1.本发明的发酵罐由气体分布器1、外管2，内管4以及装在内管外的夹套3组成。外管两端封头在常压下可采用平封头，当操作压力大于0.7Kgf/cm²时可采用凸形封头。内管流道横截面积与夹套外的环隙面积之比在0.2～3之间。

2.本发明的发酵罐的内管上装有至少2个混合元件5，每个混合元件至少有3个相互平行的圆形通道，每个通道内装有扭转90°～270°的左旋或右旋的螺旋片。混合元件的长径比在0.5～3之间。两相邻混合元件之间有一两端为曲线回转体，中间为圆柱体的中间室，其长径比在0.5～7之间。两相邻元件通道方位夹角在10°～60°之间。每个螺旋片的两端边界与过通道圆心和混合元件圆心的直线的夹角在0°～90°之间。

3.内管有支腿7支承在外管的封头上，其端部到封头的距离与内管内径之比在0.1～2之间。

本发明的发酵罐是利用混合元件的分割和转向作用使气泡直径变小，分散均匀，停留时间延长，阻止气泡合并的方法来强化传质过程的，所以在较低的气速下也能维持较高的传氧能力，从而提高了氧的利用率。在高粘物料中，混合元件也可使气泡分散的很小，并且阻止了气泡合并现象的发生，因此也能具有较高的传氧能力。在高气速下本发明的发酵罐的传质能力比现有内循环气体提升式发酵罐提高20%左右，在低气速下提高60%左右，在高粘发酵培养基中提高70%左右。在各种情况下氧的吸收率都有明显提高。

由于发明的发酵罐是利用混合元件来强化传质过程的，气体总耗量较小，气体分布器的孔径可以开得大些，所以功率消耗较低，每传递一公斤氧气仅耗电0.2～0.4度，比搅拌通气式发酵罐减少95%，比现有内循环气体提升式发酵罐减少20%左右。

本发明的发酵罐结构简单，制造方便，容易操作，设备费用和运行费用均低于现在广泛应用的搅拌通气式发酵罐。

本发明的发酵罐没有运动的机械部件，无轴封，从而不需要维修，并且减少了污染杂菌的可能性。

本发明的发酵罐的冷却夹套装在带有混合元件的内管上，具有较高的传热能力，只需少量冷却水既可带走发酵热。

本发明的发酵罐是一种气-液-固反应器，也可用于其它场合，如污水处理，烃类氧化等方面。