詳細介紹
自吸式發酵罐罐體的結構大致上與通用式發酵罐相同,主要區別在於攪拌器的形狀和結構不同。自吸式發酵罐使用的是帶中央吸氣口的攪拌器。攪拌器由從罐底向上伸人的主軸帶動,葉輪鏇轉時葉片不斷排開周圍的液體使其背傻g形成真空,於是將罐外空氣通過攪拌器中心的吸氣管而吸人罐內,吸人的空氣與發酵液充分混合後在葉輪末端排出,並立即通過導輪向罐壁分散,經擋板折流湧向液面,均勻分布。空氣吸人管通常用一端面軸封與葉輪連線,確保不漏氣。由於空氣靠發酵液高速流動形成的真空白行吸人,氣液接觸十分良好,氣泡分散較細,從而提高了氧在發酵液中的溶解速率。據報導,在相同空氣流量的條件下,溶氧係數比通用式發酵罐高。可是由於自吸式發酵罐的吸人壓頭和排出壓頭均較低,習慣用的空氣過濾器因阻力較大已不適用,需採用其他結構型式的高效率,低阻力的空氣除菌裝置。另外,自吸式發酵罐的攪拌轉速較通用式高,所以它消耗的功率比通用式大,但實際上由於節約了空氣壓縮機所消耗的大量動力,對於大風量的發酵,總的動力消耗還是減少的。
自吸式發酵罐的缺點是進罐空氣處於負壓,因而增加了染菌機會;其次是這類罐攪拌轉速甚高,有可能使菌絲被攪拌器切斷,影響菌體的正常生長。所以,在抗生素發酵上較少。
結構
自吸式發酵罐罐體的結構大致上與通用式發酵罐相同,主要區別在於攪拌器的形狀和結構不同。
用途
自吸式發酵罐廣泛套用於乳製品、飲料生物工程、製藥、精線化工等行業,
充氣原理
攪拌器由罐底向上伸入的主軸帶動。葉輪鏇轉時葉片不斷排開周圍的液體使其背側形成真空,由導氣管吸入罐外空氣。吸入的空氣與發酵液充分混合後在葉輪末端排出,並立即通過導輪向罐壁分散,經擋板折流湧向液面,均勻分布。循環式發酵罐
循環式發酵罐是在液體循環的中途使發酵液獲得氧氣,在整個循環周期中予以消耗,到第二次循環時再重新獲得氧。如此周而復始直到完成整個發酵過程。在發酵罐內部進行循環的叫內循環,借循環管在罐外進行循環的叫外循環。
①伍式發酵罐
攪拌器是用六根彎曲的空氣管子焊於圓盤上,兼作空氣分配器。空氣由空心軸導入,經過攪拌器的空心管吹出,與被攪拌器甩出的液體相混合,發酵液在套筒外側上升,由套筒內部下降,形成循環。
②文氏管發酵設備
其原理是用泵將發酵液壓入文氏管中,由於文氏管的收縮段中液體的流速增加,形成負壓將空氣吸入,並使氣泡分散與液體混合,增加發酵液中的溶解氧。這種設備的優點是:吸氧的效率高,氣、液、固三相均勻混合,設備簡單,無須空氣壓縮機及攪拌器,動力消耗省。這種設備適用於宇宙飛船的密封艙中,利用藻類的光合作用將氣體中的二氧化碳還原成氧。
用泵將發酵液壓入文氏管中,由於文氏管的收縮段中液體的流速增加,形成真空將空氣吸入,並使氣泡分散與液體混合,微生物從而獲得生長和代謝所需要的氧。
文氏管發酵設備
文氏管發酵設備的優點:
(a)氣泡分散破碎良好,並與發酵液密切接觸,所以氣體的吸收效率高。
(b)由於液體不斷循環,可使氣,液,固三相均勻混合。
(c)在要求空氣量不大時,利用文氏管的收縮段直接吸入氣體,可以不需空壓機。
主要缺點
氣體的吸入量與液體循環量之比很低,可能達不到微生物所需要的溶氧速率。
分類
可用於生產藥用酵母,飼料酵母,活性乾酵母,液體曲,谷氨酸,檸檬酸,抗生素,維生素,酶製劑,食用醋,賴氨酸等。(1)循環式通風發酵罐
循環式通風發酵罐系利用空氣的動力使液體在循環管中上升,並沿著一定路線進行循環,所以這種發酵罐也叫空氣帶升式發酵罐或簡稱帶升式發酵罐。
與通用式發酵罐比較,它具有以下優點:
(a)發酵罐內沒有攪拌裝置,清洗方便,加工容易。
(b)由於取消了攪拌用的電機,而通風量與通用式發酵罐大致相等,所以動力消耗有很大降低。
工作原理
內循環帶升式發酵罐外循環帶升式發酵罐
循環管高度是影響循環效率的主要因素,實踐證明不應少於4m。
(2)排管式發酵罐
(3)噴射式發酵罐
噴射式發酵罐的底部裝有鏇渦式空氣噴射器,空氣從噴射器噴嘴噴出時同時作鏇轉運動,帶動發酵液鏇轉,增加混合效果。
(4)迴轉噴射式發酵罐
1。2-擋板六塊(與罐壁成70°角);
3-導向擋板三塊(與中間支管成60°角);
4-多孔圓形篩板;
5-反嚮導向擋板五塊(與圓形篩板成30°角);
6-多孔環形篩板;
7-轉臂(直徑為罐徑的2/3)
優點
(1)節約空氣淨化系統中的空氣壓縮機、冷卻器、油水分離器、空氣貯罐、總過濾器等設備,減少廠房占地面積。
(2)減少工廠發酵設備投資約30%左右,例如套用自吸式發酵罐生產酵母,每升容積酵母的產量可高達30~50克。
(3)設備便於自動化,連續化,降低勞動強度,減少勞動力。
(4)酵母發酵罐周期短,發酵液中酵母濃度高,分離酵母后的廢液量少。
(5)設備結構簡單,溶氧效果高,操作方便。
轉子系統專利
申請請日:2006年10月10日授權公告日:2007年09月26日
申請人/專利權人:李磊
發明設計人:李磊
專利代理機構:濟南泉城專利商標事務所
代理人:張貴賓
專利類型:實用新型專利
分類號:C12M1/10
該自吸式發酵罐轉子系統,包括由傳動軸帶動的轉子、轉子外圍為固定在支架上的定子,轉子包括葉片和上下兩擋板,轉子的頂部為進風道,邊緣為進水道,其特殊之處在於:所述進水道為圓形的雙面通道;所述轉子的葉片為均勻分布的六個直葉面;兩擋板為圓錐台形狀;所述轉子的葉片與徑向的夾角在15°-25°之間;進風道軸向尺寸小於進水道軸向尺寸,約為進水口軸向尺寸的40%-80%。本實用新型增加了進水量和吸氣量,大幅度提高了單位電量產生的吸氣量,可以增加供氧,利於發酵、消耗能量少。
相關產品
自吸式發酵罐是專利新產品,適用於科研機構及企業的微生物研究室、中試車間和工業生產線。產品有2A2F和AAF兩大系列。2A2F-S系列自吸式實驗罐配有自動吸氣的高效氣液混合器,鼓風機供氣系統,有時還可選配一檔機械攪拌槳。特別適用於高溶氧、高密度、高生物量、對剪下不敏體系的微生物發酵培養基配方的篩選,發酵工藝參數的最佳化以及生產工藝與菌種的驗證。
2A2F系列自吸式發酵罐的特點:
①高速鏇轉氣液混合強化器與鼓風機結合,能形成良好的供氣與氣液混合效果,以鼓風機取代常規的空氣壓縮機供氣,高效節能,節省投資。
②氣液混合器採用磁力傳動,徹底消除了運行過程中的主要泄漏源,為純培養提供了可靠保證。
AAF系列自吸式發酵罐無需供風系統,特別適用於液態醋、酵母、PHB(聚羥基丁酸)等產品的科研與生產。
AAF系列自吸式發酵罐的特點:
①無需供風系統,高效吸氣與混合裝置,產生完美的氣泡,並與發酵液徹底混合。
②節能效果顯著。例如液態法制醋原料的利用率高達95%,生產1升10%的白醋,電耗僅僅為0。03kwh。
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