CN209602524U - 一种用于提高发酵液溶氧度的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其能解决现有发酵罐是采用增加压缩空气用量来提高发酵液的溶氧度，导致能耗增加，大大增加了发酵企业生产成本的问题。其包括发酵罐和空气混合器，发酵罐罐体底部开设有安装孔；空气混合器包括由下至上同轴连接的减速电机、连接套筒和外筒，连接套筒的上端与安装孔固接并密封，外筒***安装孔，外筒的筒壁周向间隔开设有泄流孔一；减速电机的主轴上端同轴固接有转轴，转轴与连接套筒之间转动连接并密封；外筒内还同轴套装有内筒且二者之间留有切割间隙，内筒的筒壁周向间隔开设有与泄流孔一互相对应的泄流孔二，内筒的上端设有端盖，端盖与转轴的上端同轴固接，端盖上开设有进料孔。
Description
技术领域
本实用新型涉及好氧发酵领域，具体为一种用于提高发酵液溶氧度的装置。
背景技术
好氧发酵工艺上，均采用向发酵罐内通入压缩空气的方式对罐内的微生物进行增氧，压缩空气经送风管送入发酵罐的底部，并对空气进行均匀分布，然后利用罐内的搅拌器对发酵液和空气进行搅拌，促进发酵液与空气之间的混合，提高发酵液的溶氧度，溶氧度高则微生物增氧效果好、繁殖速度快、转化率高、收率高。
但是采用搅拌器对发酵液和空气进行混合，混合效率较低，原因是，空气和发酵液属于二个完全不同的相，前者为气态，比重轻，后者为液态，比重比前者大800倍以上，空气进入发酵液内会迅速上升，使得搅拌器只能切割较大的气泡与发酵液接触，空气与发酵液接触面积小，同时空气在发酵液中停留的时间较短，故造成发酵液溶氧度低。
为了提高溶氧度，业内常采用的方法就是加大压缩空气的用量，如氨基酸类发酵时，压缩空气每分钟的送风量几乎与发酵罐体积相等，以发酵罐体积为200m3为例，送风量也需要达到200m3/min，而压缩空气所需要的动力很大，按排气量200m3/min计算，空压机的电机能耗约为720KW/h，相当于发酵罐自身搅拌电机的能耗的2~3倍，故送风耗用的能量非常大。我国是世界上最大的氨基酸产品生产国家，2015年仅大宗氨基酸（谷氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸）的年产量就高达200万吨，一个中大型的发酵企业的发酵罐总体积通常为6000 m3～12000 m3，则空压机总能耗就达21000 KW/h～43000 KW/h，此能耗可占到整个发酵工段总能耗的40﹪～45﹪，大大增加了发酵企业的生产成本。
发明内容
针对现有发酵罐是采用增加压缩空气用量来提高发酵液的溶氧度，导致能耗增加，大大增加了发酵企业生产成本的技术问题，本实用新型提供了一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其能使发酵液与空气达到充分高效的混合，大大减少送风量，降低生产成本。
其技术方案是这样的：一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其包括发酵罐，所述发酵罐包括罐体、搅拌器和送风管，所述送风管的下端位于所述搅拌器下方，其特征在于：其还包括空气混合器，所述罐体的底部开设有与其同轴的安装孔；所述空气混合器包括由下至上同轴连接的减速电机、连接套筒和外筒，所述连接套筒的上端与所述安装孔固接并密封，所述外筒与所述连接套筒互相连通，所述外筒***所述安装孔内并位于所述送风管下方，所述外筒的筒壁周向间隔开设有泄流孔一；所述减速电机的主轴***所述连接套筒且其上端同轴固接有转轴，所述转轴与所述连接套筒之间转动连接并密封；所述外筒内还同轴套装有内筒且二者之间留有切割间隙，所述内筒的筒壁周向间隔开设有与所述泄流孔一互相对应的泄流孔二，所述内筒的上端设有端盖，所述端盖与所述转轴的上端同轴固接，所述端盖上开设有进料孔。
其进一步特征在于：
所述安装孔上固接有连接法兰，所述连接套筒上端成型有上法兰，所述上法兰与所述连接法兰之间通过螺栓固接，且所述上法兰与所述连接法兰之间还安装有密封圈。
所述泄流孔一为呈竖向设置的腰形孔，所述泄流孔一沿所述外筒的周向均匀间隔布置。
所述泄流孔二为呈竖向设置的腰形孔且其下端与所述内筒的下端连通，所述内筒的高度小于所述外筒的高度。
所述切割间隙为0.5 mm ~0.7mm。
所述转轴的转速为1500 r/min ~3600r/min。
所述进料孔沿所述端盖的周向均匀间隔设置，所述进料孔的数量为3~5个。
所述端盖与所述内筒一体成型，所述端盖与所述转轴可拆卸连接。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的装置，在发酵罐的底部安装了空气混合器，空气混合器的内筒和外筒设置在发酵罐内部，内筒和外筒之间留有切割间隙，内筒和外筒的筒壁周向均开有泄流孔，内筒的端盖上开有进料孔，减速电机通过转轴带动内筒高速旋转，使空气混合器中心产生强大的吸力，将压缩空气与发酵液由进料孔吸入内筒，再经泄流孔二、切割间隙和泄流孔一横向流出外筒，在流出外筒的过程中，空气被切割成无数很细的气泡与发酵液接触，使空气与发酵液实现了充分的混合，从而能够大大提高发酵液的溶氧度，溶氧度得到成倍的提高，与现有技术相比，获得相同溶氧度的情况下，使用本装置可减少40%以上的压缩空气用量，从而发酵工段的能耗可显著降低，节能效果非常明显，能够大大降低发酵企业的生产成本。
附图说明
图1为本实用新型的主视图；
图2为图1中A区域的放大图；
图3为空气混合器的主视图；
图4为图3中内筒和外筒的俯视图。
具体实施方式
见图1至图4，本实用新型的一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其包括发酵罐和空气混合器2，发酵罐为常规发酵罐，发酵罐包括罐体11、搅拌器12和送风管13，送风管13的下端位于搅拌器12下方，罐体11的底部开设有与其同轴的安装孔；空气混合器2包括由下至上同轴连接的减速电机21、连接套筒22和外筒23，连接套筒22的上端与安装孔固接并密封，外筒23与连接套筒22互相连通，外筒23***安装孔内并位于送风管13下方，外筒23的筒壁周向间隔开设有泄流孔一3；减速电机21的主轴***连接套筒22且其上端同轴固接有转轴4，转轴4与连接套筒22之间通过轴承转动连接并通过机械密封实现密封，机械密封为现有技术；外筒22内还同轴套装有内筒24且二者之间留有切割间隙d，内筒24的筒壁周向间隔开设有与泄流孔一3互相对应的泄流孔二6，内筒24的上端设有端盖241，端盖241与转轴4的上端通过螺钉5同轴固接，端盖241上开设有进料孔7，进料孔7沿端盖241的周向均匀间隔设置，进料孔7的数量为3~5个。
见图1和图2，安装孔上固接有连接法兰8，连接套筒22上端成型有上法兰221，上法兰221与连接法兰8之间通过螺栓9固接，且上法兰221与连接法兰8之间还安装有密封圈10，连接套筒22下端成型有下法兰222，下法兰222与减速电机21的壳体之间通过螺栓固接。如此设计，便于安装，结构简单可靠。
见图3，泄流孔一3为呈竖向设置的腰形孔，泄流孔一3沿外筒23的周向均匀间隔布置；泄流孔二6为呈竖向设置的腰形孔且其下端与内筒24的下端连通，内筒24的高度小于外筒23的高度。通过将泄流孔一和泄流孔二均设计为竖向设置的腰形孔，更加有利于对空气进行切割和空气与发酵液之间的混合，提高发酵液的溶氧度。
见图4，切割间隙d为0.5 mm ~0.7mm，如此设计，切割效果更好，有利于提高发酵液的溶氧度。
优选的，转轴4的转速为1500 r/min ~3600r/min，如此设计，能够使空气混合器产生强大的吸力将发酵液和空气吸入空气混合器，促进二者之间的混合。
采用本装置进行发酵，有以下两大好处：
1、发酵收率可大大提高。本装置能够提高发酵液的溶氧度，对于大多数氨基酸产品，随着溶氧度的提高，就可促进发酵过程的转化率提高，也就意味着发酵过程所需时间的缩短，即生产效率的提高，这方面所产生的经济效益是巨大而不可估量的。
2、发酵工段的能耗可大大降低。按获得相同的溶氧度计算，采用本装置后，压缩空气送风量可比现有技术所需送风量减少40﹪以上，即空压机动力可减少40﹪以上，由于增加空气混合器后需增加其电机能耗，空气混合器配置减速电机的能耗约为空压机能耗的0.2～0.25倍，以排气量200m3/min计算，现有技术所需的空压机的电机能耗为720KW/h，使用本装置后，空压机的动力可减少720×0.4=288KW/h，空气混合器的减速电机的能耗为720KW/h×0.225（平均值）=162KW/h，则本装置与现有技术相比，实际可减少的能耗为288KW/h-162KW/h=126KW/h，即减少了超过17%（126/720*100%）的能耗。
3、节能效益明显。以一个中大型企业总用气量5000m3计算，现有技术所需的空压机的电机能耗则为18000 KW/h，使用本装置后可减少17%能耗，即可节约能耗3060 KW/h，每年则可节约用电量超过1600万度，节约电费成本600万元以上，进而折合成标准煤可节约5000吨，减少碳排放量至少1.6万吨，节能减排效果显著。
Claims (8)
1.一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其包括发酵罐，所述发酵罐包括罐体、搅拌器和送风管，所述送风管的下端位于所述搅拌器下方，其特征在于：其还包括空气混合器，所述罐体的底部开设有与其同轴的安装孔；所述空气混合器包括由下至上同轴连接的减速电机、连接套筒和外筒，所述连接套筒的上端与所述安装孔固接并密封，所述外筒与所述连接套筒互相连通，所述外筒***所述安装孔内并位于所述送风管下方，所述外筒的筒壁周向间隔开设有泄流孔一；所述减速电机的主轴***所述连接套筒且其上端同轴固接有转轴，所述转轴与所述连接套筒之间转动连接并密封；所述外筒内还同轴套装有内筒且二者之间留有切割间隙，所述内筒的筒壁周向间隔开设有与所述泄流孔一互相对应的泄流孔二，所述内筒的上端设有端盖，所述端盖与所述转轴的上端同轴固接，所述端盖上开设有进料孔。
2.根据权利要求1所述的一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其特征在于：所述安装孔上固接有连接法兰，所述连接套筒上端成型有上法兰，所述上法兰与所述连接法兰之间通过螺栓固接，且所述上法兰与所述连接法兰之间还安装有密封圈。
3.根据权利要求1所述的一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其特征在于：所述泄流孔一为呈竖向设置的腰形孔，所述泄流孔一沿所述外筒的周向均匀间隔布置。
4.根据权利要求3所述的一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其特征在于：所述泄流孔二为呈竖向设置的腰形孔且其下端与所述内筒的下端连通，所述内筒的高度小于所述外筒的高度。
5.根据权利要求1所述的一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其特征在于：所述切割间隙为0.5 mm ~0.7mm。
6.根据权利要求1或5所述的一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其特征在于：所述转轴的转速为1500 r/min ~3600r/min。
7.根据权利要求1所述的一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其特征在于：所述进料孔沿所述端盖的周向均匀间隔设置，所述进料孔的数量为3~5个。
8.根据权利要求1所述的一种用于提高发酵液溶氧度的装置，其特征在于：所述端盖与所述内筒一体成型，所述端盖与所述转轴可拆卸连接。
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| CN201822233166.4U CN209602524U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种用于提高发酵液溶氧度的装置 |
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| CN (1) | CN209602524U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117143711A (zh) * | 2023-09-01 | 2023-12-01 | 佳木斯大学 | 一种制药发酵罐及发酵控制*** |
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2018
- 2018-12-28 CN CN201822233166.4U patent/CN209602524U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN117143711B (zh) * | 2023-09-01 | 2024-05-17 | 佳木斯大学 | 一种制药发酵罐及发酵控制*** |
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