一種帶有篩板的氣升式發(fā)酵罐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及細(xì)菌纖維素發(fā)酵設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種帶有篩板的氣升式發(fā)酵罐。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，應(yīng)用于好氧微生物發(fā)酵的發(fā)酵罐主要有機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐和氣升式發(fā)酵罐。
[0003]CN200820221393公開(kāi)了一種機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐，包括罐體，該罐體內(nèi)具有攪拌裝置，在罐體上部設(shè)有排氣口，在罐體底部設(shè)有進(jìn)氣口，在所述罐體內(nèi)壁上沿罐體長(zhǎng)度方向設(shè)置有至少兩根與排氣口連通的排氣管和至少兩根一端與進(jìn)氣口連通、另一端封閉的進(jìn)氣管，所述的排氣管和進(jìn)氣管的管壁上沿其管體的長(zhǎng)度方向均勻開(kāi)設(shè)有氣孔，可以利用攪拌裝置旋轉(zhuǎn)的作用迅速、充分的與發(fā)酵液混合溶解，以達(dá)到增加溶氧的目的，其缺點(diǎn)在于:剪切作用容易使微生物菌體發(fā)生變異，機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐的缺點(diǎn)在于能耗高、效率低。
[0004]CN201220213280公開(kāi)了一種氣升式發(fā)酵罐，罐包括空氣壓縮機(jī)，儲(chǔ)氣罐，發(fā)酵罐，空氣攪拌管，所述空氣壓縮機(jī)與儲(chǔ)氣罐相連，所述空氣攪拌管的進(jìn)氣端接入儲(chǔ)氣罐，出氣端接入發(fā)酵罐，所述空氣攪拌管的出口是環(huán)形多孔管道，這種結(jié)構(gòu)使整個(gè)發(fā)酵罐的物料形成攪動(dòng)，從而使底層、中層和上層的物料混合更加均勻，其缺點(diǎn)在于:溶氧效果欠佳，尤其在發(fā)酵后期，發(fā)酵液粘度的增大會(huì)使溶氧率降低，如果提高氧氣流速和壓力，同樣會(huì)使能耗增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種篩板的氣升式發(fā)酵罐，解決了現(xiàn)有氣升式發(fā)酵罐在發(fā)酵后期發(fā)酵液黏度增大時(shí)溶氧不足和混合不均勻的問(wèn)題。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:
一種帶有篩板的氣升式發(fā)酵罐，包括罐體、水夾套、上封頭、下封頭、PH電極、溶氧電極、溫度探頭、發(fā)酵液進(jìn)液管、發(fā)酵液排液管、壓縮空氣進(jìn)氣管、排氣管、冷卻水進(jìn)水管、冷卻水出水管；還包括篩板部件、氣體分布器和擋板，罐體一端與上封頭連接，另一端與下封頭固連；罐體和下封頭均置于水夾套內(nèi)，發(fā)酵液排液管位于下封頭中心，與罐體相通，冷卻水進(jìn)水管位于水夾套側(cè)壁底部，冷卻水出水管設(shè)置在水夾套上與冷卻水進(jìn)水管相對(duì)一側(cè)的側(cè)壁頂部；擋板底部與進(jìn)水管之間的罐體上至少均勻分布4層篩板部件；篩板部件包括篩板、下降管和過(guò)渡板，下降管的橫截面為弓形，過(guò)渡板為弓形，下降管的橫截面、篩板和過(guò)渡板共同構(gòu)成圓形；發(fā)酵液進(jìn)液管和擋板均位于過(guò)渡板上方，篩板上的均勻分布若干排導(dǎo)向孔組，每排至少設(shè)置4個(gè)導(dǎo)向孔，相鄰的兩排導(dǎo)向孔之間設(shè)有通孔(14-2)，導(dǎo)向孔頂部高于過(guò)渡板，擋板的底部不高于導(dǎo)向孔頂部，下降管頂部高于導(dǎo)向孔頂部；相鄰的兩個(gè)篩板部件，溫度探頭位于發(fā)酵液進(jìn)液管下方，且位于最頂層的篩板部件上方；pH電極位于任意一個(gè)下降管內(nèi)，溶氧電極位于未設(shè)置PH電極的下降管內(nèi)；壓縮空氣進(jìn)氣管伸入罐體的一端設(shè)有氣體分布器，氣體分布器位于最底層篩板部件中心的正下方，且氣體分布器頂面高于最底層篩板部件下降管的底面；擋板固定在上封頭內(nèi)壁，上封頭頂部設(shè)有發(fā)酵液進(jìn)液管和排氣管，發(fā)酵液進(jìn)液管伸入罐體，位于擋板與罐體之間，擋板的長(zhǎng)度大于發(fā)酵液進(jìn)液管伸入罐體內(nèi)的長(zhǎng)度。
[0007]所述位于上層篩板部件的下降管的下方為下層篩板部件的過(guò)渡板，上層篩板部件的下降管的底面不高于下層篩板部件的篩板的導(dǎo)向孔頂部。
[0008]上述pH電極個(gè)數(shù)至少為I個(gè)，溶氧電極個(gè)數(shù)至少為I個(gè)。
[0009]上述導(dǎo)向孔的開(kāi)口方向朝向下降管。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:(I)采用篩板，在篩板上均勻分布有導(dǎo)向孔，上升的氣體在通過(guò)篩板上的發(fā)酵液時(shí)，可加速發(fā)酵液的流動(dòng)，使得發(fā)酵液充分混合均勻，且增大了發(fā)酵液的溶氧量；(2)采用氣體分布器，伸至最下層篩板部件下方，這種結(jié)構(gòu)使得篩板的各開(kāi)孔的壓力基本一致，避免局部漏液的現(xiàn)象；(3)設(shè)備操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵過(guò)程，且發(fā)酵效果好。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的一種帶有篩板的氣升式發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中第一層篩板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中第二層篩板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]結(jié)合圖1和圖2，一種帶有篩板的氣升式發(fā)酵罐，包括罐體8、水夾套3、上封頭11、下封頭1、篩板部件、氣體分布器17、pH電極4、溶氧電極15、溫度探頭6、發(fā)酵液進(jìn)液管9、發(fā)酵液排液管18、壓縮空氣進(jìn)氣管16、排氣管10、冷卻水進(jìn)水管2、冷卻水出水管12和擋板7。罐體8采用不銹鋼材質(zhì)，為圓柱形，一端與上封頭11通過(guò)法蘭連接，另一端與下封頭I固連，罐體8與下封頭I之間圓弧過(guò)渡。罐體8和下封頭I置于水夾套3內(nèi)，發(fā)酵液排液管18位于下封頭I中心，與罐體8相通，冷卻水進(jìn)水管2位于水夾套3側(cè)壁底部，冷卻水出水管12設(shè)置在水夾套3上與冷卻水進(jìn)水管2相對(duì)一側(cè)的側(cè)壁頂部。擋板7底部與進(jìn)水管2之間的罐體8上至少均勻分布4個(gè)篩板部件。篩板部件包括篩板14、下降管13和過(guò)渡板5，下降管13的橫截面為弓形，過(guò)渡板5為弓形，篩板14、過(guò)渡板5以及下降管13的橫截面共同構(gòu)成圓形，其直徑與罐體8內(nèi)徑相同。發(fā)酵液進(jìn)液管9和擋板7均位于過(guò)渡板5上方，篩板14上的均勻分布若干排導(dǎo)向孔組，每排至少4個(gè)導(dǎo)向孔14-1，相鄰的兩排導(dǎo)向孔14-1之間設(shè)有通孔14-2，導(dǎo)向孔14-1頂部高于過(guò)渡板5，擋板7的底部不高于導(dǎo)向孔14-1頂部，下降管13頂部高于導(dǎo)向孔14-1頂部。相鄰的兩個(gè)篩板部件，上層的下降管13下方為下層的過(guò)渡板5，上層的下降管13的底面不高于下層的篩板14的導(dǎo)向孔14-1頂部。溫度探頭6位于發(fā)酵液進(jìn)液管9下方，且位于最頂層的篩板部件上方。pH電極4位于任意一個(gè)下降管13內(nèi)，溶氧電極15位于未設(shè)置pH電極4的下降管13內(nèi)。壓縮空氣進(jìn)氣管16伸入罐體8的一端設(shè)有氣體分布器17，氣體分布器17位于最底層篩板部件中心的正下方，且氣體分布器17頂面高于最底層篩板部件下降管13的底面。
[0016]擋板7固定在上封頭11內(nèi)壁，上封頭11頂部設(shè)有發(fā)酵液進(jìn)液管9和排氣管10，發(fā)酵液進(jìn)液管9伸入罐體8，位于擋板7與罐體8之間，擋板7的長(zhǎng)度大于發(fā)酵液進(jìn)液管9伸入罐體8內(nèi)的長(zhǎng)度。
[0017]上述pH電極4個(gè)數(shù)至少為I個(gè)，溶氧電極15個(gè)數(shù)至少為I個(gè)。
[0018]上述導(dǎo)向孔14-1的開(kāi)口方向朝向下降管13。
[0019]罐體8的筒體高度與筒體內(nèi)徑比例為2.2~2.8:1，發(fā)酵液進(jìn)液管9、發(fā)酵液排液管18、壓縮空氣進(jìn)氣管16、排氣管10、冷卻水進(jìn)水管2以及冷卻水出水管12內(nèi)徑與罐體8的筒體內(nèi)徑比例均為0.05-0.2:1。
[0020]實(shí)施例1
結(jié)合圖1~圖3，一種帶有篩板的氣升式發(fā)酵罐，包括罐體8、水夾套3、上封頭11、下封頭1、篩板部件、氣體分布器17、pH電極4、溶氧電極15、溫度探頭6、發(fā)酵液進(jìn)液管9、發(fā)酵液排液管18、壓縮空氣進(jìn)氣管16、排氣管10、冷卻水進(jìn)水管2、冷卻水出水管12和擋板7。罐體8采用不銹鋼材質(zhì)，為圓柱形，一端與上封頭11通過(guò)法蘭連接，另一端與下封頭I固連，罐體8與下封頭I之間圓弧過(guò)渡。罐體8和下封頭I置于水夾套3內(nèi)，發(fā)酵液排液管18位于下封頭I中心，與罐體8相通，冷卻水進(jìn)水管2位于水夾套3側(cè)壁底部，冷卻水出水管12設(shè)置在水夾套3上與冷卻水進(jìn)水管2相對(duì)一側(cè)的側(cè)壁頂部。擋板7底部與進(jìn)水管