[发明专利]生物发酵消泡装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物工程设备领域，具体涉及一种生物发酵消泡装置。

背景技术

通气、搅拌发酵过程常常伴随大量泡沫的产生，不仅容易造成发酵液的“逃液”损失，降低发酵罐的装料量，而且增加污染菌的风险。过多化学消泡剂的加入既增加发酵生产成本，还降低发酵过程氧的传递速率，减少发酵产率，并有可能影响到产物提取效率和产品质量。

目前所设计的各种机械消泡装置，在一定时期和一定程度上可减少化学消泡剂的用量，但对于发酵过程中后期的顽固性泡沫，简单的装置往往力不从心，而复杂的装置容易产生清洗和灭菌死角，导致杂菌的污染。

为了克服以上所述机械消泡与化学消泡的缺点，本发明设计了一种消泡装置，并结合这一装置的应用，对化学消泡剂的加入方式进行了改进，具体如下。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种生物发酵消泡装置，可对在医药、食品和化工产品发酵生产中广泛应用的通气、搅拌发酵过程进行消泡，以减少酵液的逃液损失，节省消泡剂。

实现本发明目的的技术方案如下：

生物发酵消泡装置，包括发酵罐以及搅拌轴，所述发酵罐的内顶壁面上固定一个具有静止腔的静止筒体，静止筒体的侧壁面上设有与该静止筒体的静止腔连通的排气管，搅拌轴的下端从静止筒体的静止腔穿出，一个具有旋转腔的旋转装置周向固定于搅拌轴上，该旋转装置的上部位于静止筒体的静止腔中，旋转装置上部的侧壁面上至少设有2个通孔，旋转装置下部伸出到静止腔外，旋转装置下部的侧壁面上设有气液分离装置。

采用了上述方案，本发明在工作时，首先通过耙齿对发酵罐内上升的泡沫进行初步破泡，未能消除的泡沫从气液分离器的入口进入到气液分离器中进行第一次气/水分离，残留的泡沫随气流进入到旋转装置的旋转腔中，随旋转装置和搅拌轴的旋转进行第二次气/水分离，剩余的少量泡沫随气流进入到静止腔中，在旋转装置和静止筒体之间进行第三次气/水分离，最后不含泡沫的废气流经排气管排出到发酵罐外。如果经过一次机械破泡和三次气/水分离，发酵罐内仍有大量泡沫滞留于静止腔内，则经泡沫探头探知后启动化学消泡剂加入。由于相对于发酵罐的液面面积来说静止腔与旋转腔之间的环形液面面积很小，因而只需要加入极少量的消泡剂就能达到消泡作用。

综上所述，本发明对泡沫经过一次机械破泡和三次气/水分离，在正常情况下可以不再采用化学消泡剂，特殊情况时可以减少化学消泡剂的用量，并且，装置的结构简单，所占用发酵罐内的空间小，容易进行清洗，即不会产生清洗和灭菌死角。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明消泡装置的装配结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖面结构图；

图3为沿图1中B-B线的剖面结构图；

附图中，1为发酵罐，2为静止筒体，2a为静止腔，3为旋转装置，3a为旋转腔，3b为扇形体，3c为通孔，4为输气管，5为破泡装置，5a为短旋臂，5b为长旋臂，5c为耙齿，5d为扇形体，6为气液分离器，6a为入口，7为消泡剂加入管，8为搅拌轴，泡沫探头9，10为夹板，11为排气管。

具体实施方式

参照图1至图3，本发明的生物发酵消泡装置，其主要由发酵罐1、搅拌轴8、静止筒体2、旋转装置3、气液分离装置、破泡装置组成，下面对每部分及各部分之间的结构进行详细地说明(发酵罐和搅拌轴为现有部件，因此不再详述)：

具有静止腔2a的静止筒体2通过焊接方式固定在发酵罐1的内顶壁面上，搅拌轴8的下端从静止筒体2的静止腔2a穿出。静止筒体2的侧壁面上设置一个孔，排气管11的一端插入到孔中与静止筒体的静止腔2a连通，排气管11的另一端从发酵罐的侧壁穿出。静止筒体在消泡的过程中是静止不动的，而设置其最主要的目的是能够使泡沫进行第三次气/水分离，具体的工程过程会在下面提到。