一種用於生物發酵罐的機械攪拌器的製作方法

2023-05-01 22:48:31 1

本發明屬於生物發酵技術領域，具體涉及一種用於生物發酵罐的機械攪拌器。

背景技術：

目前，微生物發酵廣泛應用於化工、醫藥及食品等多種行業。種子罐和主發酵罐為生產過程中的關鍵設備，一般為恆定轉速機械攪拌容器由於微生物對攪拌產生的剪切力非常敏感，所以攪拌轉速控制比較嚴格，不能太高。另外，隨著中國生物技術行業的蓬勃發展，發酵罐日趨大型化，攪拌軸也不斷加長，使該類軸的共振問題更為明顯，為解決共振現象的發生，工程實踐中一般多採用加大軸徑或增加支承點，但這樣處理會帶來一些不利影響：過分加大軸徑(實心軸)不僅增大了軸質量，而且效果也不明顯，因為實心軸受彎、扭時，中間部分的材料並沒有得到充分利用；過多增加支承點會增加生物發酵罐的染菌機會。因此，攪拌軸的優化設計具有重要意義。

同時，生物反應器的結構設計主要依賴於經驗，但發酵攪拌過程中的流場是非常複雜的，一般的設計往往難以達到預期的設計效果。準確模擬和描述發酵罐中的流動情況和混合過程，是生物反應器設計的難點。攪拌器的槳葉形式主要有徑向流攪拌器和軸向流攪拌器。在發酵領域中，徑向流攪拌器的特點是氣體分散能力強、結構簡單，但功耗較大、作用範圍有限，軸向流攪拌器對發酵過程中的物料混合性能較好、功耗低，但是其不足之處是對氣體的分散能力較差，由於現代發酵罐的容積規模不斷擴大，光靠單層槳葉或槳葉形式的攪拌器已經不能滿足工業生產的需要，因此結合兩種流型的多層、組合式攪拌器應運而生。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種用於生物發酵罐的機械攪拌器，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種用於生物發酵罐的機械攪拌器，包括電動機、齒輪變速箱和攪拌軸，所述電動機與齒輪變速箱嚙合連接，所述齒輪變速箱與攪拌軸轉動連接，所述攪拌軸從上到下依次固定有螺旋翻轉葉片、渦輪攪拌葉、新型攪拌槳和六角渦輪攪拌葉，所述攪拌軸的內部設置為空腔。

優選的，所述電動機上設有變頻器。

優選的，所述螺旋翻轉葉片環繞設置在攪拌軸的圓周上。

優選的，所述六角渦輪攪拌葉安裝在攪拌軸的底部。

本發明的技術效果和優點：該用於生物發酵罐的機械攪拌器，與傳統的機械攪拌器，在工業化生產的發酵罐中，較長軸(單跨軸長l≥4000mm)的臨界轉速是攪拌軸軸徑的控制指標，用空心軸代替同外徑的實心軸，大幅度減少了鋼材的用量，同時也使其臨界轉速有一定的提高，軸越長，效果越明顯；本發明其發酵罐底部通入氣體時，安裝在底部的六角渦輪攪拌葉將氣體打散成小氣泡，增加氣液兩相的接觸面積；利用新型攪拌槳和渦輪攪拌葉混合性能好的特點，使全部液體成周期循環，大範圍地實現氣液混合，充分利用四組攪拌器的優勢，取長補短，採用多層、組合式攪拌葉是今後大型發酵罐設計的一個發展方向。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的渦輪攪拌葉結構示意圖；

圖3為本發明的新型攪拌槳結構示意圖；

圖4為本發明的六角渦輪攪拌葉結構示意圖。

圖中：1電動機、2齒輪變速箱、3攪拌軸、4螺旋翻轉葉片、5渦輪攪拌葉、6新型攪拌槳、7六角渦輪攪拌葉、8空腔。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明提供了如圖1-4所示的一種用於生物發酵罐的機械攪拌器，包括電動機1、齒輪變速箱2和攪拌軸3，所述電動機1上設有變頻器，所述電動機1與齒輪變速箱2嚙合連接，所述齒輪變速箱2與攪拌軸3轉動連接，所述攪拌軸3從上到下依次固定有螺旋翻轉葉片4、渦輪攪拌葉5、新型攪拌槳6和六角渦輪攪拌葉7，所述螺旋翻轉葉片4環繞設置在攪拌軸3的圓周上，所述六角渦輪攪拌葉7安裝在攪拌軸3的底部，本發明其發酵罐底部通入氣體時，安裝在底部的六角渦輪攪拌葉7將氣體打散成小氣泡，增加氣液兩相的接觸面積；利用新型攪拌槳6和渦輪攪拌葉5混合性能好的特點，使全部液體成周期循環，大範圍地實現氣液混合，充分利用四組攪拌器的優勢，取長補短，採用多層、組合式攪拌葉是今後大型發酵罐設計的一個發展方向；所述攪拌軸3的內部設置為空腔8，與傳統的機械攪拌器，將空心軸和實心軸作了比較，較長軸(單跨軸長l≥4000mm)的臨界轉速是攪拌軸3軸徑的控制指標，用空心軸代替同外徑的實心軸，大幅度減少了鋼材的用量，同時也使其臨界轉速有一定的提高，軸越長，效果越明顯。

最後應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。