[发明专利]一种免压缩空气的需氧发酵罐

说明书

技术领域

本发明涉及一种需氧发酵罐，具体地说，是涉及一种免压缩空气的需氧发酵罐。

背景技术

发酵罐被广泛应用于生物发酵工业及其它相关行业，一般的发酵罐罐体由不锈钢制成，结构严密。

现有的发酵罐分为需氧发酵罐和不需氧发酵罐。目前需氧发酵通常是将空气压缩后，经过除水除菌直接送入发酵罐。其中该发明专利申请的申请人曾在今年五月已提交的申请号为201220207688.7的实用新型专利申请《一种增氧节能发酵罐》的说明书中指出：磁力泵内叶轮的高速转动，将空气泡击碎，在溶液中成浑浊如稀牛奶状的微米级空气泡，提高了溶氧量。

这种方式可大大增加溶氧量，但由于其泵置于罐体底部侧壁上，因此空气须经压缩后才能从进气管进入发酵液，微生物才能获得充分的溶氧供生长和代谢。这种需要专门空气压缩机的现状造成了如下几方面的缺陷：

（1）目前市面上出售的大型空气压缩机至少上百万元人民币，对于企业来说是为一笔较大的开支，因此现有的发酵罐因必须购买空气压缩机而导致了企业的购置费用大幅增加；

（2）空气压缩机制备压缩空气时需求的能量巨大，成本很高；现有发电大多是火力发电，废气排量大，企业在对电力的强大需求上无法响应国家节能减排的号召；

（3）作为空气压缩机巨大运行费用的一部分，空气压缩机在成本较高的同时其维护费用也加重了企业负担。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中空气须在压缩后才能进入罐体内被液体溶解这种行业偏见，提供一种节约大量成本的将泵设置于罐体侧面并位于其上部的免压缩空气的需氧发酵罐。

本发明采用的技术方案如下：

一种免压缩空气的需氧发酵罐，包括罐体，设置在罐体内部中心轴上的搅拌轴以及固定在搅拌轴上的搅拌桨，还包括固定在罐体侧壁并位于上部的泵，其中该泵上还分别连通有进气管和出液管。

进一步的，所述泵包括焊接在罐体内部的泵体，与泵体相连并固定在罐体外的水泵电机，以及一端与泵体连通的吸液管，所述进气管连通在该吸液管上，且所述出液管与泵体相连。

为了使空气中的氧气充分溶解进发酵液，所述出液管一端与泵体相连，另一端位于搅拌轴的下方，该出液管由不锈钢制成。在发酵罐发酵过程中，微米级空气泡从罐底往上浮，微米级空气泡在未上升至液面时氧气已几乎全部溶解进发酵液。

作为一种优选，在发酵液的液面低于泵体时，所述吸液管呈直角形状，该吸液管一端与泵体相连，另一端端口垂直向下。

作为另一种优选，所述吸液管呈直线形状，且该吸液管由不锈钢制成。

为了使空气中的微生物能够完全被除去，所述进气管一端与吸液管相连，另一端上还设置有至少两级空气过滤器，且所有空气过滤器均设置在罐体外。

为了更好的实现本发明，所述搅拌桨在搅拌轴上从上至下分层排布。这样气液混合物在搅拌状态下可以快速均匀分布到所有发酵液中。

为了防止生锈，所述泵为不锈钢磁力泵。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明保留了磁力泵，保证空气泡充分溶解进发酵液的同时，对磁力泵进行了改进，将磁力泵固定在罐体上部，因此不再需要空气压缩机，当泵体内的叶轮高速转动时，吸液管产生很强的负压，直接将发酵液和罐外大气中的新鲜空气吸入泵体，经泵的粉碎和压缩，空气变成微米级气泡使氧气易溶于发酵液，确保发酵罐中的微生物能及时获得足量的氧气，实现稳产高产。这种发酵罐克服了以下几个缺陷：

a．克服了行业必须使用空气压缩机的偏见，由于不再需要购置空气压缩机，企业减少了大量投资；

b．在减少购买空气压缩机的同时减少了电力消耗，在响应国家节能减排的号召下又前进了一大步；

c．在后期发酵罐的使用中，企业不需要花费巨额的空气压缩机的运行费用。

（2）本发明中的泵设置在罐体侧壁上部，将进气管直接与泵体吸液管相连，当泵运行时，吸液管内的负压使大气中的空气直接吸进泵体，气液混合物经过叶轮的高速转动将空气泡粉碎和压缩，空气中的氧气在溶液中溶解或变成微米级气泡。

进一步的，由于出液管一端的端口设置在罐底，因此在气泡未上升到液面时内含的氧气已基本被罐体内的发酵液溶解，这样保证空气的充分利用，既省了空气压缩机又不需要花费巨额的空气压缩机的运行费用，一举多得。