[发明专利]粘稠流体混合和气体分散专用搅拌装置

说明书

本发明公开了一种粘稠流体混合和气体分散专用搅拌装置，包括上部的驱动机构(1)、盛装介质的搅拌釜、由驱动机构伸入釜内的轴(2)以及安装定位于轴(2)下端的搅拌器(3)，在搅拌器(3)下方配置气体分布器(4)，通过搅拌器(3)的专门设计配合其下方的气体分布器(4)，既可以提高气液传质能力，又可以加强流体的混合效率，解决了高粘度介质混合和气体分散的问题，适用于粘稠性物料的通风搅拌发酵过程，同样也适用于加氢反应、氧化反应等其它气液反应过程，使其具有高效的混合性能及气体分散传质性能。

技术领域

本发明属于搅拌技术领域，特别是涉及粘稠流体混合和气体分散专用的搅拌装置。

背景技术

搅拌装置广泛应用于工业的多个行业。在多糖发酵的气液固三相体系中，微生物的生长需要呼吸氧气，所以需要通入无菌压缩空气。空气中的氧气的传递过程是从气相进入液相，最后再进入细胞内。由于介质粘度大，气相很难进入液相，传质困难，现有型式的搅拌器无法满足混合和气体分散的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种粘稠流体混合和气体分散专用搅拌装置，解决多糖发酵过程中的介质混合和气体分散的问题。

解决上述技术问题采用的技术方案是提供一种粘稠流体混合和气体分散专用搅拌装置，包括上部的驱动机构、盛装介质的搅拌釜、由驱动机构伸入釜内的轴以及安装定位于轴下端的搅拌器，在搅拌器下方配置气体分布器。搅拌器的直径与釜内径之比通常在0.35～0.6之间，搅拌器包括中心位置的轮毂、与轮毂成一体并围绕其周围的圆盘、定位于圆盘外缘的螺旋圆锥上翻曲面叶片和螺旋圆锥下压曲面叶片以及在圆盘下侧与之一体配置的后弯叶片。圆盘和其下侧的后弯叶片固定于轮毂的下半部，圆盘直径与搅拌器直径之比在0.5～0.8之间较为合适。螺旋圆锥上翻曲面叶片和螺旋圆锥下压曲面叶片成对制作，依据釜体大小的需要可以是1对、2对、3对或4对，螺旋圆锥上翻曲面叶片和螺旋圆锥下压曲面叶片所在圆环位置的内径接近圆盘半径的一半位置。后弯叶片位于两个螺旋圆锥上翻曲面叶片和螺旋圆锥下压曲面叶片之间布置。气体分布器距离后弯叶片下端50mm～100mm，气体分布器直径通常为0.6～0.8倍的圆盘直径，气体分布器的通气方向为向上。上述搅拌器借助自身的轮毂上半部分通过紧定螺钉可拆卸地固定在轴上可以随其运转，运转时后弯叶片形成较大的离心辐射状流线，中心形成负压，将气体分布器出来的气体快速吸入，然后进入后弯叶片形成的气穴进行分散，具有较好的气体分散能力且动力消耗低。

当气体通过后弯叶片分散后，进入螺旋圆锥上翻曲面叶片和螺旋圆锥下压曲面叶片的搅拌范围，螺旋圆锥上翻曲面叶片和螺旋圆锥下压曲面叶片在排出流体的同时，有一部分气体会被吸入螺旋圆锥上翻曲面叶片和螺旋圆锥下压曲面叶片的后方形成气穴被再次分散，气泡碰到螺旋圆锥上翻曲面叶片和螺旋圆锥下压曲面叶片的边缘再次破碎，螺旋圆锥上翻曲面叶片和螺旋圆锥下压曲面叶片的外边缘和上下边缘制成锯齿状，更加剧了再次破碎作用。制作时可以将锯齿边缘导成圆角，避免伤人。

另外，在运转过程中，螺旋圆锥下压曲面叶片是向下排出流体，螺旋圆锥上翻曲面叶片是向上排出流体，能够形成非稳态的流场，使反应器内流动处于混沌的状态，提高了流体的湍动程度，增加了通过桨叶输入的能量的利用率，进而提高了流体的混合效率。

本发明的有益效果是通过搅拌器的专门设计配合其下方的气体分布器，既可以提高气液传质能力，又可以加强流体的混合效率，解决了高粘度介质混合和气体分散的问题，适用于粘稠性物料的通风搅拌发酵过程，同样也适用于加氢反应、氧化反应等其它气液反应过程，使其具有高效的混合性能及气体分散传质性能。

附图说明

图1是粘稠流体混合和气体分散专用搅拌装置结构示意图。

图2是图1中搅拌器的立体示意图。

图3是图1中搅拌器的俯视图。

图4是图3的搅拌器