發酵罐溶氧裝置及發酵罐的製作方法

2023-05-20 19:12:11

專利名稱：發酵罐溶氧裝置及發酵罐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及好氣發酵領域，具體地，涉及一種發酵罐溶氧裝置。此外，本實用新型還涉及一種具有上述發酵罐溶氧裝置的發酵罐。
背景技術：
工業上用於微生物發酵的裝置稱之為發酵罐，其主體一般為不鏽鋼製成的圓筒，在設計和加工過程中需滿足結構嚴密，造型合理，並且需耐受蒸汽滅菌、儘量減少內部部件而帶來的汙染，進一步地，需要發酵罐便於操作，使得物料與能量之間具有較強的傳遞性，能夠適合於生產多種產品以及最大限度地減少能量消耗。例如生產抗生素、胺基酸、有機酸、維生素時需採用好氣發酵，在發酵時需向發酵罐中連續通入大量無菌空氣，由於涉及通入空氣的溶氧率，所以發酵罐中設置有提高通入空氣的利用率的部件和結構，因此發酵罐結構較為複雜，常用的好氣發酵發酵罐有機械攪拌式發酵罐、鼓泡式發酵罐和氣升式發酵罐。機械攪拌式發酵罐的供氧結構為:在發酵罐底部設置高壓噴嘴，發酵罐內設置有攪拌裝置。將壓縮好的無菌空氣通過高壓噴嘴噴入發酵液中後，在攪拌裝置的作用下，進入到發酵罐中的空氣氣泡被打碎。通過以上方式提高通入空氣的利用率所帶來的缺點是被打碎的空氣氣泡仍然較大，溶氧效果不理想，產品質量不高。另外，攪拌裝置的高速旋轉導致發酵生產過程中的能耗較大，產品的生產成本較大。

實用新型內容本實用新型所要解決的一個技術問題是提供一種發酵罐溶氧裝置，該發酵罐溶氧裝置能夠提高通入發酵罐內的空氣的溶氧率，同時避免生產過程能耗較大，利於降低生產成本。另外，本實用新型所要解決的另一個技術問題是提供一種發酵罐，該發酵罐包括的發酵罐溶氧裝置能夠提高通 入發酵罐內的空氣的溶氧率，同時避免生產過程能耗較大，利於降低生產成本。為了實現上述目的，本實用新型提供一種發酵罐溶氧裝置，其中，該發酵罐溶氧裝置包括配氣管和用於與該配氣管的一端連接的曝氣器，將該曝氣器布置於發酵液液面以下，向所述配氣管的另一端通入壓縮空氣時，該壓縮空氣從所述曝氣器穿出。優選地，所述曝氣器為微孔曝氣器。優選地，所述微孔曝氣器為管式或者盤式。優選地，所述微孔曝氣器的微孔透氣材料單位面積的孔數量在4000-1000000個/
m2o優選地，所述曝氣器的工作氣壓在0.05-0.4Mpa。優選地，所述配氣管的一端連接有相互並聯間隔設置的多個曝氣器。優選地，所述多個曝氣器平行於水平面或者垂直於水平面相互平行地間隔設置。[0013]在上述技術方案的基礎上，本實用新型還提供一種發酵罐，其中，該發酵罐包括根據上述技術方案所述的發酵罐溶氧裝置。優選地，所述配氣管從所述發酵罐的下側部伸入到該發酵罐的內部。優選地，所述曝氣器布置於所述發酵罐內的下部。通過以上技術方案的分析可以看出，本實用新型提供的發酵罐溶氧裝置能夠提高通入發酵罐內的空氣的溶氧率，同時避免生產過程能耗較大，利於降低生產成本。在優選形式下，曝氣器為微孔曝氣器，特別地，微孔曝氣器的微孔透氣材料單位面積的孔數量在4000-1000000個/m2，並且微孔曝氣器的工作氣壓在0.05-0.4Mpa時，即通入的壓縮空氣的氣壓處於上述範圍時，從微孔曝氣器穿出的氣泡中的氧氣能夠更好的溶解在發酵液裡。進一步地，可以在配氣管的一端連接有相互並聯間隔設置的多個曝氣器，並且根據發酵罐的形狀將多個曝氣器3平行於水平面或者垂直於水平面相互平行地間隔設置，由此能夠最大限度地提高通入到發酵罐內的空氣的溶氧率。本實用新型的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式
部分予以詳細說明。

附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式
一起用於解釋本實用新型，但並不構成對本實用新型的限制。在附圖中:圖1是根據本實用新型優選實施方式的發酵罐的結構示意圖。附圖標記說明I發酵罐 2配氣管3曝氣器
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限制本實用新型。在本實用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如「上、下」通常是指發酵罐處於正常工作擺放狀態時，發酵罐上的部位相對於地面的說明；位置詞「內、外」通常是指發酵罐處於正常工作密閉狀態時就發酵罐本身的內部與外界的說明。本實用新型提供的發酵罐溶氧裝置，包括配氣管2和用於與該配氣管2的一端連接的曝氣器3，如圖1所示，將該曝氣器3布置於發酵液液面以下時，向配氣管2的另一端通入壓縮空氣時，壓縮空氣從曝氣器3穿出。曝氣器一般具有透氣材料，通入的壓縮空氣最終通過該透氣材料從曝氣器3穿出，由於透氣材料上具有眾多的小孔，穿出後的壓縮空氣在發酵液中形成大量的小氣泡，由於氣泡越小，氣泡與發酵液的接觸面積就越大，壓縮空氣中的氧氣充分溶解，所以極大地提高了通入的壓縮空氣的利用率。作為優選的實施方式，曝氣器3為微孔曝氣器，微孔曝氣器的透氣材料為具有微孔的膜片材料，孔徑很小，由此穿出的壓縮空氣形成的氣泡更小，從而更易於通入的壓縮空氣中的氧氣溶解。具體地，微孔曝氣器為管式或者盤式，這兩種方式的微孔曝氣器安裝成本較低，但是可靠性較高。[0028]作為優選的實施方式，微孔曝氣器的微孔透氣材料單位面積的孔數量在4000-1000000個/m2，由此溶解在發酵液裡的氧氣能夠滿足發酵過程所需的氧氣。進一步地，微孔曝氣器的工作氣壓在0.05-0.4Mpa時，即通入的壓縮空氣的氣壓處於上述範圍值之間時，從微孔曝氣器穿出的氣泡中的氧氣能夠更好的溶解在發酵液裡。為了提高發酵罐溶氧裝置的工作效率，配氣管2的一端連接有相互並聯間隔設置的多個曝氣器3，由此在同一時間能夠從設置的多個曝氣器3中穿出儘可能多的氣泡，從而提高穿出的壓縮空氣與發酵液的接觸面積，提高溶氧效率。作為優選的實施方式，多個曝氣器3平行於水平面或者垂直於水平面相互平行地間隔設置，當發酵罐較高，而發酵罐的橫截面較小時可以採用多個曝氣器平行於水平面相互平行地間隔設置的形式，由此從曝氣器穿出的壓縮空氣能夠儘可能地與發酵罐內的發酵液接觸，從而利於氧氣的溶解；而當發酵罐較矮，而發酵罐的橫截面較大時可以採用多個曝氣器垂直於水平面相互平行地間隔設置，這樣的布置方式也有利於從曝氣器穿出的壓縮空氣能夠儘可能地與發酵罐內的發酵液接觸，提高氧氣的溶解率，多個曝氣器的布置可以根據發酵罐I的具體形狀以及內部結構適當設計進行安裝，只要便於從曝氣器穿出的壓縮空氣的氣泡能夠儘可能地與發酵液接觸，從而提高穿出的壓縮空氣的溶氧率即可。在上述技術方案的基礎上，本實用新型提供的發酵罐包括根據上述技術方案所述的發酵罐溶氧裝置。優選地，配氣管2從發酵罐I的下側部伸入到該發酵罐I的內部，由此方便配氣管壓縮空氣的輸入。作為優選的實施方式，曝氣器3布置於發酵罐I內的下部，由此從曝氣器3穿出的壓縮空氣的氣泡在向上移動的過程會與發酵罐中的發酵液充分接觸，從而提高氧氣在發酵液中的溶解。
通過以上技術方案的分析可以看出，本實用新型提供的發酵罐溶氧裝置能夠提高通入發酵罐內的空氣利用率，同時避免生產過程能耗較大，利於降低生產成本。在優選形式下，曝氣器為微孔曝氣器，特別地，微孔曝氣器的微孔透氣材料單位面積的孔數量在4000-1000000個/m2，並且微孔曝氣器的工作氣壓在0.05-0.4Mpa時，即通入的壓縮空氣的氣壓處於上述範圍值之間時，從微孔曝氣器穿出的氣泡中的氧氣能夠更好的溶解在發酵液裡。進一步地，可以在配氣管的一端連接有相互並聯間隔設置的多個曝氣器，並且根據發酵罐的形狀將多個曝氣器3平行於水平面或者垂直於水平面相互平行地間隔設置，由此能夠最大限度地提高發酵罐溶氧裝置的溶氧率。以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型並不限於上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思範圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本實用新型的保護範圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
權利要求1.一種發酵罐溶氧裝置，其特徵在於，該發酵罐溶氧裝置包括配氣管(2)和用於與該配氣管(2)的一端連接的曝氣器(3)，將該曝氣器(3)布置於發酵液液面以下，向所述配氣管(2)的另一端通入壓縮空氣時，該壓縮空氣從所述曝氣器(3)穿出。
2.根據權利要求1所述的發酵罐溶氧裝置，其特徵在於，所述曝氣器(3)為微孔曝氣器。
3.根據權利要求2所述的發酵罐溶氧裝置，其特徵在於，所述微孔曝氣器為管式或者盤式。
4.根據權利要求2或3所述的發酵罐溶氧裝置，其特徵在於，所述微孔曝氣器的微孔透氣材料單位面積的孔數量在4000-1000000個/m2。
5.根據權利要求4所述的發酵罐溶氧裝置，其特徵在於，所述微孔曝氣器的工作氣壓在 0.05-0.4Mpa。
6.根據權利要求1所述的發酵罐溶氧裝置，其特徵在於，所述配氣管(2)的一端連接有相互並聯間隔設置的多個曝氣器(3)。
7.根據權利要求6所述的發酵罐溶氧裝置，其特徵在於，所述多個曝氣器(3)平行於水平面或者垂直於水平面相互平行地間隔設置。
8.一種發酵罐，其特徵在於，該發酵罐包括根據權利要求1至7中任一項所述的發酵罐溶氧裝置。
9.根據權利要求8所述的發酵罐，其特徵在於，所述配氣管(2)從所述發酵罐(I)的下側部伸入到該發酵罐(I)的內部。
10.根據權利要求8或9所述的發酵罐，其特徵在於，所述曝氣器(3)布置於所述發酵罐(I)內的下部。
專利摘要本實用新型公開了一種發酵罐溶氧裝置，其中，該發酵罐溶氧裝置包括配氣管(2)和用於與該配氣管(2)的一端連接的曝氣器(3)，將該曝氣器(3)布置於發酵液液面以下，向所述配氣管(2)的另一端通入壓縮空氣時，該壓縮空氣從所述曝氣器(3)穿出。此外，本實用新型還公開了一種包括上述發酵罐溶氧裝置的發酵罐。所述發酵罐溶氧裝置能夠提高通入發酵罐內的空氣的溶氧率，同時避免生產過程能耗較大，利於降低生產成本。
文檔編號C12M1/04GK203128552SQ2013201465
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者石飛虹, 周友超, 宋光明, 郭巧芝 申請人:中糧生物化學(安徽)股份有限公司