[实用新型]一种带有机械搅拌的气升式发酵罐

说明书

本实用新型涉及生物工程领域，主要用于通风发酵。

目前，通风发酵罐主要有两大类：一类是机械搅拌发酵罐，一类是气升式发酵罐。机械搅拌发酵罐主要由罐体、搅拌器、挡板和换热器等组成，其气体分散和醪液循环运动主要由搅拌器来完成，它存在单位能耗较大等缺点。现有的气升式发酵罐主要由罐体、导流筒(管)、气体分布器等组成，其气体分散主要由气体分布器来完成，醪液循环运动主要由导流筒(管)来完成，它存在气液混合不均、氧传质效率较差等缺点。

本实用新型的目的是提供一种能耗小、氧传质优的机械搅拌和空气提升兼备的发酵罐。

本实用新型的目的是这样实现的：

如图1所示，通入进气室6的压缩空气经罐底下封头8上的小孔分散成大气泡流入罐内，与醪液混合；在浮力和搅拌器4产生的压力差作用下，醪液夹带大气泡流向搅拌器4；搅拌器4快速旋转，产生剪切力将大气泡分散成小气泡，并使之与醪液进一步混合；在搅拌器4的推动下，醪液夹带小气泡流入静混合器5；静混合器5通过其内的气液流动产生剪切力，将流进静混合器5的气泡再次分散，得到细气泡，并使之与流进静混合器5的醪液混合均匀；混有细气泡的醪液流出静混合器5，作为醪液的一支，与静混合器5外部流入筒式换热器2内侧的另一支醪液进行气液、液液混合，共同进入筒式换热器2内侧；上述混有空气的醪液进入筒式换热器2内侧后，在浮力和筒式换热器2内外侧压力差作用下，在筒式换热器2内侧上浮，并在呈锯齿形的板式换热器3的扰动下产生漩涡，继续发生气液混合；在筒式换热器2外侧的醪液，在筒式换热器2内外侧压力差作用下，夹带部分细气泡在筒式换热器2外侧向下运动，构成筒式换热器2内外侧的醪液循环运动。在醪液流动过程中，通入筒式换热器2和板式换热器3的冷却水通过各换热器壁面与醪液发生热量交换，空气和醪液进行氧、二氧化碳等质量交换。从而完成本实用新型的目的。

本实用新型的详细结构由实施例和附图给出。    

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型板式换热器示意图；

图3为本实用新型静混合器示意图；

图1～图3中各标号的名称为：1.罐体；2.筒式换热器；3.板式换热器；4.搅拌器；5.静混合器；6.进气室；7.转动轴；8.下封头；9.锯齿形折板；10.弯叶片。

下面结合附图进行结构的详细描述：

如图1～图3所示，本实用新型主要由罐体1、筒式换热器2、板式换热器3、搅拌器4、静混合器5、进气室6和冷却水管等组成。罐体1由圆柱形直筒及其底部的下封头8、顶部的上封头构成。下封头8中央区域设有若干小孔。进气室6位于下封头8下方，通过下封头8上的小孔与罐体内相通。筒式换热器2由相距很近的两同心圆筒及两端的封头构成，两圆筒之间的空间为冷却水的流道；筒式换热器2位于罐体1的直筒段，通过冷却水出入管与罐体1相连；筒式换热器2起换热和导流作用。板式换热器3是由两块形成间距的锯齿形折板9经边缘封闭连接构成，两折板9之间的空间为冷却水的流道；若干块板式换热器3呈环形对称分布于筒式换热器2的内侧上段，每块板式换热器3各自通过冷却水管与筒式换热器2相连；由于板式换热器3的锯齿形外形使得流经板式换热器3的醪液产生漩涡，促进了气液混合，又由于板式换热器3阻止了搅拌器4引起的醪液周向运动，因此板式换热器3兼有换热、混合及挡板功能。搅拌器4为圆盘下涡轮，即叶片位于圆盘下方，其位于筒式换热器2内侧下段及下方之间内层，与穿过罐底下封头8的转动轴7相连；搅拌器4主要具有气液分散功能，其通过转动，将进入罐内的压缩空气周向均匀分散，并提供混有气泡的醪液流过静混合器5进一步进行气液分散所需的能量。静混合器5是由若干层交替同心重叠的环形分布的弯叶片10组成，其中同层叶片绕行方向相同，相邻层叶片绕行方向相反；静混合器5位于筒式换热器2内侧下段及下方之间外层，通过连杆与筒式换热器2(或罐体1)相连；静混合器5主要作用是剪切流经其内的气泡和醪液，使气泡变小，使气液混合均匀。

本实用新型具有如下主要优点：