風泵式發酵罐的製作方法
2023-05-20 05:46:56
風泵式發酵罐的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種風泵式發酵罐，包括發酵罐體和空氣過濾器，空氣過濾器與發酵罐的錐底連接，罐體頂部部設有由筒體、風扇和扇葉組成的風力傳動動力頭，扇葉和風扇均位於筒體內，扇葉位於風扇下方，扇葉有傾角，可被風扇帶動旋轉；扇葉連接管式軸流泵的傳動軸並帶動傳動軸轉動，傳動軸上有葉片並被軸套限制在管內，管壁上設有溢流口，傳動軸下端設有攪拌槳直達罐體底部；管式軸流泵由支撐筋固定在發酵罐體內；罐體頂部設有放射狀排布的翅片，翅片下部進入罐體內，錐帽罩在翅片上。本設計利用風動軸流攪拌器實現了罐頂氣流翅片散熱和罐內物料攪拌循環同步進行，節省了設備投資，也有利於氧溶解和形成良好對流。
【專利說明】風泵式發酵罐
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發酵罐，具體指風泵式發酵罐。
【背景技術】
[0002]發酵罐廣泛應用於飲料、化工、食品、乳品、佐料、釀酒、製藥等行業，主要起培養微生物的作用。
[0003]微生物培養過程中，發酵罐內微生物的繁殖速度並不完全一致，罐底、罐中及罐角都存在明顯的差異，因而微生物繁殖消耗的營養物質、熱量和代謝物產生的濃度都不相同，而代謝物和營養物的濃度、溫度又會直接影響微生物的培養，從而在很大程度上影響發酵效果。
[0004]因此，現有的發酵罐一般都設有機械式攪拌裝置，通過攪拌使物料的溫度和濃度一致，罐內微生物的繁殖速度較為均衡，從而取得較好的發酵效果。但機械式攪拌器一般都體積較大，故障率高，容易出現卡死和燒壞電機的情況，因而機械式攪拌器並不是發酵罐理想的攪拌裝置。
[0005]另一方面，散熱器也是發酵罐經常用到的組件，大多在罐內設置冷凝水盤管散熱，但盤管式散熱器不僅笨重、而且影響罐內攪拌裝置的正常工作，也無法令人滿意。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題就是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、有利於氧氣溶解，物料循環很好，即使攪拌槳卡死也不會燒壞電機且攪拌和散熱同步完成的風泵式發酵罐。
[0007]為克服現有技術的不足，本發明採取以下技術方案:
一種風泵式發酵罐，包括發酵罐體和空氣過濾器，空氣過濾器與發酵罐的錐底連接，其特徵在於:罐體頂部部設有由筒體、風扇和扇葉組成的風力傳動動力頭，扇葉和風扇均位於筒體內，扇葉位於風扇下方，扇葉有傾角，可被風扇帶動旋轉；扇葉連接管式軸流泵的傳動軸並帶動傳動軸轉動，傳動軸上有葉片並被軸套限制在管內，管壁上設有溢流口，傳動軸下端設有攪拌槳直達罐體底部；管式軸流泵由支撐筋固定在發酵罐體內；罐體頂部設有放射狀排布的翅片，翅片下部進入罐體內，錐帽罩在翅片上。
[0008]所述管式軸流泵的管下口設有收氣錐帽，有利於氣體溶解。
[0009]所述發酵罐體上設有人孔和液位窗，便於檢修和觀測液位。
[0010]所述風泵式發酵罐位於牆體內，牆體內外分別設有空調內機和空調外機。
[0011]發酵罐錐底便於排料與清洗工作，罐體頂部是風力傳動動力頭，動力頭由風扇、筒體和扇葉組成，風扇可以調速運行，扇葉傾角較大適合風力驅動。
[0012]風扇啟動後，風力驅動扇葉，實現傳動與減速。罐頂有多片翅片放射狀合理排布，翅片下部進入罐體內，錐帽罩在翅片上，便於控制風扇氣流全部穿過翅片空隙，翅片可以高效導出罐頂聚集熱量，通過罐頂的風扇氣流強制冷卻。
[0013]發酵罐位於保溫隔熱良好的牆體內，通過空調熱泵實現室內的溫度恆定，熱泵轉移熱量成本是最低的，依靠制熱、製冷實現熱量轉移和恆溫。
[0014]發酵罐通過間壁和室內空氣進行換熱以實現恆溫，但由於發酵產熱並且受物理規律控制灌頂溫度總會較高，所以在罐頂進行翅片式氣流散熱。
[0015]發酵罐內部需要有良好的液-液對流循環，來實現罐內溫度和物料的均勻分布，扇葉帶動傳動軸，傳動軸在管內下端有軸套穩定轉軸並靈活轉動，傳動軸下半部有軸流葉片，軸流葉片可以多層多片合理布置，軸流葉片被傳動軸帶動，實現下部吸入後向上運動，由溢流口溢出，實現罐體內部物料的對流循環和物料與溫度的均勻分布。
[0016]底部攪拌槳可以避免物料底部沉積，壓縮空氣經閥門控制通過空氣過濾器，由罐底中心管閥門控制加入，氣泡上浮可以避免管道物料沉積，造成堵塞和物料循環出現死角；氣泡通過收氣錐帽收集導入管內，氣泡受軸流葉片作用，進一步擴散在管內，形成良好的氣液混合，有利於氧氣的溶解補充。
[0017]由於氣液混合體平均密度小於管外液體密度，因而形成氣液發泡上行，有利於物料從溢流窗口溢出。當所需補充氧氣量較大時，加大閥門開度讓穿過管子的空氣富餘，就可以從收氣錐帽邊緣擴散溢出，進一步增強氧氣溶解，因此，發酵罐的循環很好、攪拌作用方式很柔和、補氧也很高效，特別有利於微生物的發酵。
[0018]與現有技術相比，本發明的有益效果還在於:
系統結構簡潔、實用、可靠、成本低，利用熱泵進行恆溫效率高，能耗低；風動軸流攪拌器簡潔，特別適合發酵罐液相內部底層與表層實現對流循環，也適合低揚程強制對流循環；風動軸流攪拌器靠風扇驅動，低成本利用氣流同時巧妙實現機構的傳動與減速，安全可靠性特別好，即使攪拌卡死也沒有任何設備損壞隱患；壓縮空氣的收集進入管內可以促進氧溶解和強化上升形成良好對流。
[0019]本設計實現了罐頂氣流翅片散熱和罐內物料攪拌循環同步進行，大大節省了設備投資。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的平面結構示意圖。
[0021]圖2是風力傳動動力頭的三維結構示意圖。
[0022]圖中各標號表示:
1、錐帽；2、翅片；3、人孔；4、發酵罐體；5、液面；6、液位窗；7、傳動軸；8、溢流口 ；9、管子；10、支撐筋；11、軸流葉片；12、軸套；13、收氣錐帽；14、攪拌槳；15-18、閥門；19、空氣過濾器；20、風扇；21、筒體；22、扇葉；23、空調內機；24、空調外機；25、牆體。
【具體實施方式】
[0023]現結合附圖，對本發明進一步具體說明。
[0024]如圖1和圖2所示風泵式發酵罐，包括發酵罐體4和空氣過濾器19，空氣過濾器19與發酵罐4的錐底連接，罐體4頂部部設有由筒體21、風扇20和扇葉22組成的風力傳動動力頭，扇葉22和風扇20均位於筒體21內，扇葉22位於風扇20下方，扇葉22有傾角，可被風扇20帶動旋轉；扇葉22連接管式軸流泵的傳動軸7並帶動傳動軸7轉動，傳動軸7上有葉片11並被軸套12限制在管9內，管9壁上設有溢流口 8，傳動軸7下端設有攪拌槳14直達罐體4底部；管式軸流泵由支撐筋10固定在發酵罐體4內；罐體4頂部設有放射狀排布的翅片2，翅片2下部進入罐體4內，錐帽I罩在翅片2上。
[0025]所述管式軸流泵的管下口設有收氣錐帽13，有利於氣體溶解。
[0026]所述發酵罐體上設有人孔3和液位窗6，便於檢修和觀測液位。
[0027]所述風泵式發酵罐位於牆體25內，牆體內分別設有空調內機23和空調外機24。
[0028]發酵罐錐底便於排料與清洗工作，罐體頂部是風力傳動動力頭，動力頭由風扇20、筒體21和扇葉22組成，風扇20可以調速運行，扇葉22傾角較大適合風力驅動。
[0029]風扇20啟動後，風力驅動扇葉22，實現傳動與減速。罐頂有多片翅片2放射狀合理排布，翅片2下部進入罐體4內，錐帽I罩在翅片2上，便於控制風扇氣流全部穿過翅片空隙，翅片可以高效導出罐頂聚集熱量，通過罐頂的風扇氣流強制冷卻。
[0030]發酵罐位於保溫隔熱良好的牆體25內，通過空調熱泵實現室內的溫度恆定，熱泵轉移熱量成本是最低的，依靠制熱、製冷實現熱量轉移和恆溫。
[0031]發酵罐4通過間壁和室內空氣進行換熱以實現恆溫，但由於發酵產熱並且受物理規律控制灌頂溫度總會較高，所以在罐頂進行翅片式氣流散熱。
[0032]發酵罐內部有良好的液-液對流循環，來實現罐內溫度和物料的均勻分布，扇葉22帶動傳動軸7，傳動軸7在管內下端有軸套12穩定轉軸7並靈活轉動，傳動軸7下半部有軸流葉片11，軸流葉片11可以多層多片合理布置，軸流葉片11被傳動軸7帶動，實現下部吸入後向上運動，由溢流口溢出，實現罐體4內部物料的對流循環和物料與溫度的均勻分布。
[0033]底部攪拌槳14可以避免物料底部沉積，壓縮空氣經閥門18控制通過空氣過濾器，由罐底中心管閥門17控制加入，氣泡上浮可以避免管道物料沉積，造成堵塞和物料循環出現死角；氣泡通過收氣錐帽13收集導入管9內，氣泡受軸流葉片11作用，進一步擴散在管9內，形成良好的氣液混合，有利於氧氣的溶解補充。
[0034]由於氣液混合體平均密度小於管外液體密度，因而形成氣液發泡上行，有利於物料從溢流窗口 8溢出。當所需補充氧氣量較大時，加大閥門17、18開度讓穿過管子的空氣富餘，就可以從收氣錐帽13邊緣擴散溢出，進一步增強氧氣溶解，因此，發酵罐的循環很好、攪拌作用方式很柔和、補氧也很高效，特別有利於微生物的發酵。
[0035]上述只是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何形式上的限制。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發明技術方案保護的範圍內。
【權利要求】
1.一種風泵式發酵罐，包括發酵罐體和空氣過濾器,空氣過濾器與發酵罐的錐底連接，其特徵在於:罐體頂部部設有由筒體、風扇和扇葉組成的風力傳動動力頭，扇葉和風扇均位於筒體內，扇葉位於風扇下方，扇葉有傾角，可被風扇帶動旋轉；扇葉連接管式軸流泵的傳動軸並帶動傳動軸轉動，傳動軸上有葉片並被軸套限制在管內，管壁上設有溢流口，傳動軸下端設有攪拌槳直達罐體底部；管式軸流泵由支撐筋固定在發酵罐體內；罐體頂部設有放射狀排布的翅片，翅片下部進入罐體內，錐帽罩在翅片上。
2.根據權利要求1所述的風泵式發酵罐，其特徵在於:所述管式軸流泵的管下口設有收氣錐帽。
3.根據權利要求1所述的風泵式發酵罐，其特徵在於:所述發酵罐體上設有人孔和液位窗。
4.根據權利要求1所述的風泵式發酵罐，其特徵在於:所述風泵式發酵罐位於牆體內，牆體內外分別設有空調內機和空調外機。
【文檔編號】C12M1/04GK104403934SQ201410612393
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月5日 優先權日:2014年11月5日
【發明者】田向榮, 劉祝祥, 銀永忠 申請人:吉首大學