[发明专利]倒锥式微孔鼓泡液相深层发酵装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物发酵技术领域。

背景技术

在生物发酵中，液体深层发酵是将发酵菌种投放在反应器中，在适宜的条件下菌种生长繁殖、发酵出目的产物。如何有效地提高发酵液的供氧量关系到发酵产率，增大液相与氧气的接触表面积可提高产率，缩短发酵时间。现有技术是在发酵反应釜中以机械搅拌方式将充入反应釜的气泡搅碎成细小气泡，增大气-液接触面，但机械搅拌装置能耗高，机械搅拌装置结构复杂，设备投资大。

通常的鼓泡搅拌装置是鼓泡管安装在反应釜下部，鼓泡孔的开口朝上。中国专利CN201887067U公开了鼓泡搅拌式制绒槽补液装置，但其结构复杂，采用方管上的出气孔的鼓泡形式，气流通过方管垂直向上和水平方向的出气孔实现对反应罐中物料的搅拌，此种搅拌装置，存在的不足，其一是垂直向上的出气孔，初速度方向是垂直向上的，气泡的上浮速度也是垂直向上，气泡脱离出气孔后以二速度合成的向上速度方向迅速脱离液相发酵界面，气-液接触时间短，反应釜底部的液相物料难于与气泡接触，形成气-液接触死角，气液不接触的死角处会导致厌氧菌类的杂菌繁殖，而使产品质量下降，且该装置的鼓泡管结构复杂，更换产品或发酵罐有杂菌时灭菌清洗困难。中国专利CN102078778A结构简单，清洗维护方便，但同样存在反应釜底部易出现气-液接触死角的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种能使发酵反应釜中各点的发酵物料均能与氧气充分接触，无气-液接触死角、结构简单、易于安装、便于清洗的鼓泡液相深层发酵装置。

本发明采用的技术方案包括进气管1、鼓泡孔2、微孔鼓泡器3、加热保温层4、发酵反应釜5、蝶阀进料口6、DO控制仪7、通气孔8、出料管9，其特征在于发酵反应釜5底部中心处装有微孔鼓泡器3，微孔鼓泡器3连接进气管1；发酵反应釜5底侧部连接出料管9，发酵反应釜5顶端有蝶阀进料口6；所述的发酵反应釜5顶端装有DO控制仪7、所述的发酵反应釜5外壁有加热保温层4；所述的微孔鼓泡器3其特征在于其外表面近似倒锥体，倒锥底面是外凸的圆弧面，倒锥侧面是向内凹进的弧面，倒锥侧面的内凹弧面上有N个微孔鼓泡孔2。

所述的微孔鼓泡器3倒锥底面与侧面圆弧过度连接。

所述的微孔鼓泡器3上的N个鼓泡孔2的开口方向朝斜下方，并随倒锥侧面的内凹弧面而改变，由朝斜下方至朝发酵反应釜径向过度。

所述的蝶阀进料口6为DN250mm。

所述的进气管1与发酵反应釜5焊接连接。

有益效果

本发明的倒锥式微孔鼓泡液相深层发酵装置气泡进入发酵反应体系，气泡先朝斜下方运动，直达发酵反应釜5底部，因受反应体系液相物料的浮力作用以及物料阻力的作用，再由发酵反应釜5底部逐渐上升，不留气-液接触死角，可有效防止厌氧杂菌的生长繁殖，保证产品质量的稳定；

气泡进入发酵反应体系，气泡先朝斜下方运动，直达发酵反应釜5底部，因受反应体系液相物料的浮力作用以及物料阻力的作用，再由发酵反应釜底部逐渐上升，气泡在发酵反应釜中平均停留时间长，利于生物发酵反应；

在本发明的装置下，气泡进入发酵反应釜运动轨迹延长，平均停留时间随之延长，气-液接触更充分可降低鼓泡的动力消耗；

用蝶阀进料口6替代现有技术惯常应用的法兰盘进料口，进料时打开蝶阀,反应时关闭蝶阀，进料打开和反应时密封使进料和反应时开关进料口操作简单化，进料口选择DN250mm的蝶阀，DN250mm保证进料的通畅；

所述的发酵反应釜5顶端装有DO控制仪7便于对发酵反应的监控；

微孔鼓泡器3倒锥底面与侧面圆弧过度连接，降低对反应体系流体的阻力；

微孔鼓泡器3上的N个鼓泡孔2的开口方向朝斜下方，并随倒锥侧面的内凹弧面而改变，由朝斜下方至朝发酵反应釜径向过度，使气泡在发酵反应釜径向方向的均匀分布；

本发明的倒锥式微孔鼓泡液相深层发酵装置结构简单，便于更换产品时对发酵反应釜的清洗，成本低廉。

附图说明

图1：倒锥式微孔鼓泡液相深层发酵装置图；

图2：微孔鼓泡器3局部剖视图；

图3：微孔鼓泡器3仰视图；

图中：1进气管、2鼓泡孔、3微孔鼓泡器、4加热保温层、5发酵反应釜、6蝶阀进料口、7DO控制仪、8通气孔、9出料管。

具体实施方式

实施例