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CN201506790U - 发酵罐 - Google Patents

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CN201506790U
CN201506790U CN 200920228146 CN200920228146U CN201506790U CN 201506790 U CN201506790 U CN 201506790U CN 200920228146 CN200920228146 CN 200920228146 CN 200920228146 U CN200920228146 U CN 200920228146U CN 201506790 U CN201506790 U CN 201506790U
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CN
China
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fermentation tank
air
fermenter
fermentation
air pipes
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Expired - Lifetime
Application number
CN 200920228146
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English (en)
Inventor
唐孝鹏
汪志明
李翔宇
周强
耿安锋
张敏
肖子豪
肖敏
杨金涛
马凡提
尚耘
向丽
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Limited By Share Ltd Biotechnology (wuhan) Co Ltd
Original Assignee
Cargill Alking Bioengineering Wuhan Co Ltd
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Publication date
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • C12M27/04—Stirrer or mobile mixing elements with introduction of gas through the stirrer or mixing element
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers

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Abstract

本实用新型公开了一种微生物发酵工程中所用的发酵设备，尤其涉及一种改变了供气方式的发酵罐，主要用于好氧发酵。它包括有发酵罐体、换热器和空气分布器，所述的空气分布器由空气管组成，该空气管沿发酵罐体径向安设并周向分布在发酵罐体内腔下部，该空气管前端开设有喷射口，喷射口的喷射方向沿发酵罐体周向偏下。本实用新型的有益效果在于：1、将空气管进行多层分布，既排气又搅拌，使得罐内空气分布趋于均匀，提高了发酵罐的空气利用率。2、无需其它动力驱动，没有机械搅动装置，不仅降低了染菌的风险，也节约了能耗。3、采用两组换热器，能快速有效的控制温度。4、发酵罐体内无死角，易清洗。

Description

发酵罐
技术领域
本实用新型涉及一种微生物发酵工程中所用的发酵设备，尤其涉及一种改变了供气方式的发酵罐，主要用于好氧发酵。
背景技术
发酵罐是微生物在发酵过程中生长、繁殖和形成产品的外部环境装置，它取代了传统的发酵容器，跟传统的容器相比，它具有明显的优点，例如：能进行严格的灭菌，通入空气，提供良好的发酵环境；能实施搅拌、震荡等促进微生物生长的措施；能对温度、压力、空气流量实行自动控制；能通过各种生物传感器测定发酵罐内的菌体浓度、营养成分、产品浓度，用电脑随时调节发酵进程。所以，发酵罐能实现大规模的连续生产，最大限度地利用原料和设备，获得高产量、高效率。气升式发酵罐是上世纪末开始发展应用的一种新型生物反应器，作为好氧发酵设备，主要是要保证微生物在无菌的状态下生长，因此，温度的稳定和无菌对于发酵是最重要的，而温度的稳定是需要在尽量多的换热器，并有强力的搅拌；保持无菌状态对于设备来说，是需要发酵设备上没有活动部件，比如搅拌；发酵罐内没有死角，且罐内尽量的没有多余的设备管道。现有的各种微生物发酵工程中所用的发酵设备，特别是用于好氧菌生产的发酵设备，为了保证有效的空气分布，多采用使用电机带动的搅拌设备，即强制搅拌设备，但是该设备需要贯穿发酵设备，易形成漏点，在生物发酵过程中有污染杂菌的风险；而目前为防止染菌而采用的气升式发酵设备，主要存在的问题是空气从罐底压入后，由于没有搅拌的作用，导致空气直接上升到罐顶，空气分布不均，利用率相对较低，从而增加了能耗。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种无污染，且空气混合效果好，利用率高的发酵罐。
本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：包括有发酵罐体、换热器和空气分布器，所述的空气分布器由空气管组成，该空气管沿发酵罐体径向安设并周向分布在发酵罐体内腔下部，该空气管前端开设有喷射口，喷射口的喷射方向沿发酵罐体周向偏下。
按上述方案，所述的空气管喷射口的喷射方向与空气管轴向方向呈75～105°夹角，且向下偏转0～30°。
按上述方案，空气管在发酵罐体内腔安装2-4层，相邻层间距1-3m，且每层的空气管分布在同一水平面上。
按上述方案，同层空气管喷射口的喷射方向相同，相邻层空气管喷射口的喷射方向相反。
按上述方案，每层接入的空气管沿周向均布，每根间隔0.5m-0.8m。
按上述方案，每层接入的空气管可为2-5组不同的长度，且每组空气管按径向长度递减的方式安装。
按上述方案，所述的换热器由两组管式换热器组成，一组换热器位于发酵罐体内腔上方中央，另一组换热器沿发酵罐体的外壁螺旋安设。
按上述方案，发酵罐体内腔上方中央的换热器的一端由发酵罐体顶部接入发酵罐体，伸入发酵罐体的高度为发酵罐体高度的70％±10％时，换热管螺旋安设，螺旋的直径为发酵罐体直径的30％±10％。
本实用新型的工作过程为：带压的无菌空气通过空气分布器进入发酵罐体，在空气进入发酵罐体时，由于空气分布器的安装方式，使发酵料液水平旋转，空气均匀的分布在发酵液中，因为上一层的空气管喷射口的喷射方向与下一层的空气管喷射口的喷射方向相反，所以两股相反流向的气体及液体，形成湍流，可以进一步使气液混合，提高溶氧。而当发酵液需要升温或者降温时，可以通过两组换热器通入相应的换热介质，快速稳定的调节温度。
本实用新型的有益效果在于：1、将空气管进行多层分布，既排气又搅拌，使得罐内空气分布趋于均匀，提高了发酵罐的空气利用率。2、无需其它动力驱动，没有机械搅动装置，不仅降低了染菌的风险，也节约了能耗。3、采用两组换热器，能快速有效的控制温度。4、发酵罐体内无死角，易清洗。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的正视结构图。
图2为图1的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
参见图1、图2，发酵罐包括有发酵罐体1、换热器和空气分布器3，其中换热器由两组管式换热器组成，一组换热器4位于发酵罐体内腔上方中央，另一组换热器2沿发酵罐体1的外壁螺旋安设。发酵罐体内腔上方中央的换热器4的一端由发酵罐体1顶部接入发酵罐体，伸入发酵罐体的高度为发酵罐体1高度的70％±10％时，换热管螺旋安设，螺旋的直径为发酵罐体1直径的30％±10％。空气分布器3由前端有一喷射口5的空气管组成，该空气管沿发酵罐体1径向安设在发酵罐体1内腔下部，空气管的喷射口5的喷射方向与空气管轴向方向呈95°夹角，且向下偏转15°，即需要有向下的角度；空气管在发酵罐体1上安装3层，相邻层间距1m；同层的空气管每根间隔0.5m-0.8m周向均布在同一水平面上，同层的空气管分为4组不同的长度，按径向长度递减的方式安装；同层空气管喷射口5的喷射方向相同，相邻层空气管喷射口的喷射方向相反。
当准备发酵时，可以通过换热器对发酵设备进行加热消毒，消毒结束后可以利用换热器进行降温，在发酵过程中可以利用换热器进行温度调节，有效的控制发酵温度。作为好氧发酵，所需要的空气可以通过空气管进入发酵罐体，空气管在发酵罐体内均匀分布，出口呈水平向下的角度，当空气从空气管出口进入发酵罐体时，使发酵液在切向运动，发酵液产生旋转；而在不同层的空气管喷射口喷射方向相反，从而使发酵液在罐内局部出现湍流，提高溶氧。

Claims (8)

1.一种发酵罐，包括有发酵罐体、换热器和空气分布器，其特征在于：所述的空气分布器由空气管组成，该空气管沿发酵罐体径向安设并周向分布在发酵罐体内腔下部，该空气管前端开设有喷射口，喷射口的喷射方向沿发酵罐体周向偏下。
2.根据权利要求1所述的发酵罐，其特征在于：所述的空气管喷射口的喷射方向与空气管轴向方向呈75～105°夹角，且向下偏转0～30°。
3.根据权利要求2所述的发酵罐，其特征在于：空气管在发酵罐体内腔安装2-4层，相邻层间距1-3m，且每层的空气管分布在同一水平面上。
4.根据权利要求3所述的发酵罐，其特征在于：同层空气管喷射口的喷射方向相同，相邻层空气管喷射口的喷射方向相反。
5.根据权利要求4所述的发酵罐，其特征在于：每层接入的空气管沿周向均布，每根间隔0.5m-0.8m。
6.根据权利要求5所述的发酵罐，其特征在于：每层接入的空气管为2-5组不同的长度，且每组空气管按径向长度递减的方式安装。
7.根据权利要求1-6中所述的任一发酵罐，其特征在于：所述的换热器由两组管式换热器组成，一组换热器位于发酵罐体内腔上方中央，另一组换热器沿发酵罐体的外壁螺旋安设。
8.根据权利要求7所述的发酵罐，其特征在于：发酵罐体内腔上方中央的换热器的一端由发酵罐体顶部接入发酵罐体，伸入发酵罐体的高度为发酵罐体高度的70％±10％时，换热管螺旋安设，螺旋的直径为发酵罐体直径的30％±10％。
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Patentee before: Chia Chia Bioengineering (Hubei) Co., Ltd.

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Patentee after: Limited by Share Ltd Biotechnology (Wuhan) Co., Ltd.

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Patentee before: Chia lung Biological Engineering (Wuhan) Co., Ltd.

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