[发明专利]一种高粘度产物专用液体发酵罐

说明书

技术领域

本发明属于发酵工程和设备领域，具体涉及一种发酵生产高粘度产物专用的液体发酵罐。

背景技术

生物多糖、生物高分子聚合物等高粘度液体发酵产物在发酵生产后期随着发酵液粘度的增大、流动性减小，导致氧气传递不畅，发酵液溶氧降低。然而，很多高粘产物发酵过程对溶氧具有较大需求，因此，设计高粘度产物专用的液体发酵罐，可以提升发酵后期溶氧，进而提高高粘发酵产物的产量。

专利CN204079964U公开了《一种高粘度生物发酵罐》，该发酵罐内部设置有多个具筛孔挡板，且挡板与内壁之间有0-30°的夹角。上述的发酵罐结构简单，清洗、装配方便，但是罐体内部通气方式单一，气流在罐体内保持时间较短，无法满足高粘度液体的耗氧需求。此外，专利CN204455082U公开了一种《浓浆搅拌发酵罐》，该发酵罐设有多级循环搅拌器，物料循环流动性好，不易沉底，且有利于氧气在发酵液中的利用。但是罐体通气能力有限，气体分布范围有限，不能在实质上提高发酵液的溶氧量。

因此，为提高高粘发酵产物的产量，本发明对普通发酵罐进行改进，设计了一种发酵生产高粘度产物专用的液体发酵罐。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种发酵生产高粘度产物专用的液体发酵罐。

该发酵生产高粘度产物专用的液体发酵罐正中设置空心搅拌桨转轴及三套与转轴相连接的中空具孔搅拌桨叶片。罐体顶部和底部分别设有进气口，罐体中、下部的多孔布气环与进气口相连接，罐体内壁对称分布可拆卸式挡板。

搅拌桨转轴的上、中、下三部分分别通过中空搅拌桨连接轴连接叶式搅拌桨片一套，每套对称分布桨片2-6个。桨片倾斜度30-60°，上、下两套桨片倾斜方向相同，并且上、下两套桨片与中间一套桨片倾斜方向相反。桨片内部中空，每个叶片分布筛孔6-12个。空气从通气管道通入空心搅拌转轴，经过搅拌桨连接轴内部通入搅拌桨叶片，继而由搅拌桨叶片上的筛孔释放进入罐体内部。

罐体中、下部分别有两组以搅拌桨转轴为圆心的多孔布气环，可均匀布气。第一组布气环位于搅拌桨转轴的中上和中下位置，即每两套搅拌桨之间分别连接布气环一套。空气通过空心转轴内部的通气管道通入，通过布气环连接轴通入各布气环，继而释放进入罐体内部。第二组布气环位于罐体底部，空气通过罐体底部的进气口通入，经过连接轴通入底部布气环，从而在罐体底部均匀布气。

罐体内部具有1-2对关于搅拌桨转轴呈对称分布的可拆卸式挡板，上述挡板垂直分布在罐体内部，且夹套最上部的位置高于可拆卸式挡板。

本发明的设计优势在于，该发酵罐通过以下几方面增加高粘发酵液的溶氧：

设置多孔搅拌桨作用于罐内的发酵液，不仅有利于空气穿梭于搅拌桨叶片之间延长空气保留在发酵液中的时间，而且增加了搅拌过程中搅拌桨的机械剪切范围。罐体中部设置布气环，在搅拌桨的作用下，布气环通入的空气得以与发酵液迅速、充分接触，进一步增大溶氧。与此同时，罐体底部的进气和布气装置，保证空气持续释放进入罐体内部，并使得气体自罐体下方进入后经过多孔搅拌桨剪切作用，进一步提高了空气利用率。在罐体内壁配置了可拆卸挡板，增加了搅拌过程中的涡流，进而增大了传质效率及发酵液剪切力，搅拌过程中发酵液与空气的接触程度更高。

附图说明

图1为本发酵生产高粘度产物专用的液体发酵罐；

图中，1-蒸汽管道，2-通气管道，3-冷水管道，4-排水管道，5-罐体，6-夹套，7-投料口，8-电机，9-空心搅拌轴，10-空气滤芯，11-搅拌桨叶片，12-搅拌桨筛孔，13-搅拌桨连接轴，14-罐体中部布气环，15-罐体中部布气环连接轴，16-罐体底部布气环，17-罐体底部布气环连接轴，18-可拆卸挡板，19-溶氧电极，20-循环泵，21-加热器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域内的技术人员了解本发明，但不限制本发明。

实施例1

该发酵生产高粘度产物专用的液体发酵罐罐体正中设置空心搅拌桨转轴。该空心轴连接有三套对称分布的中空具孔桨片和两套多孔布气环。罐体底部同样固定多孔布气环一个，用于罐体底部气体分布。罐体顶部和底部分别设有进气口，空气通过与进气口相连的通气管道通入中空搅拌桨和多孔布气环。罐体内壁固定有对称分布的可拆卸式挡板。