專利名稱：帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣升式生物反應(yīng)器，尤其是一種適用于各種游離及固定化的好氧微生物的發(fā)酵的反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)酵罐主要有機械攪拌罐和氣升式發(fā)酵罐。機械攪拌罐通過攪拌使空氣碎化，以此達到增大溶氧率的目的，但是同時增大了剪切力，容易使發(fā)酵罐中的微生物尤其是菌絲體生命活力下降，機械攪拌罐還具有耗能大，效率低，噪音污染嚴(yán)重等缺點。普通的氣升式發(fā)酵罐溶氧效果欠佳，不能給發(fā)酵罐中的微生物提供足夠的氧分，如果增大供氧量或提高噴嘴空氣壓力和流速，同樣會增大能耗。
外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，包括罐體、罐蓋以及夾套裝置；夾套裝置包括夾套、夾套進液口、夾套出液口，夾套套接于所述的罐體的下部，夾套與所述的罐體的外壁之間形成封閉的空腔，夾套進液口位于夾套的下部，夾套出液口位于夾套的上部；在罐體外側(cè)設(shè)有一外循環(huán)混流裝置，外循環(huán)混流裝置包括外循環(huán)出液口、外循環(huán)進液口、外循環(huán)管道，外循環(huán)出液口位于罐體側(cè)面與罐體連通，外循環(huán)出液口處設(shè)有發(fā)酵液吸入管，外循環(huán)進液口位于罐體底部穿過夾套與罐體連通，外循環(huán)進液口處設(shè)有發(fā)酵液出口管，外循環(huán)管道連接在外循環(huán)出液口與外循環(huán)進液口之間；外循環(huán)管道上設(shè)有氣泵，氣泵的出氣口連接在外循環(huán)管道上，從氣泵的出氣口中高速噴出的空氣形成的壓力帶動罐內(nèi)液體的流動，形成循環(huán)流動的發(fā)酵過程。還存在的缺點是采用氣泵，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，耗能比較大，而且容氧率較小。

發(fā)明內(nèi)容為了克服已有技術(shù)中氣升式生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、容氧率低，耗能大的不足，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、容氧率高、能耗小的帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，包括罐體、罐蓋以及夾套裝置；所述的夾套裝置包括夾套、夾套進口、夾套出口，所述的夾套套接于所述的罐體的外圍，所述的夾套與所述的罐體的外壁之間形成封閉的空腔；在罐體外側(cè)設(shè)有一外循環(huán)混流裝置，所述的外循環(huán)混流裝置包括外循環(huán)進液口、外循環(huán)出液口、外循環(huán)管道，所述的外循環(huán)進液口位于罐體側(cè)面與罐體連通，所述的罐頂部設(shè)有罐體進口管，所述的外循環(huán)出液口位于罐體底部與罐體連通，所述的外循環(huán)出液口處設(shè)有罐體出口管，所述的外循環(huán)管道連接在外循環(huán)進液口與外循環(huán)出液口之間；所述的外循環(huán)管道上密封安裝有空氣噴嘴，所述的空氣噴嘴上設(shè)有止逆閥。
進一步，所述的空氣噴嘴有壓縮噴嘴、外套管組成，所述的壓縮噴嘴上設(shè)有止逆閥，外套管與所述的外循環(huán)管道相連。
所述的外套管的中部設(shè)有一瓶頸。
再進一步，所述的外循環(huán)管道中安裝有混流片，所述的混流片為平行排列的金屬片，兩兩相鄰的金屬片之間形成液體通道。
所述的空氣噴嘴安裝于所述的外循環(huán)管道的上部，所述的空氣噴嘴下方的外循環(huán)管道上設(shè)有一瓶頸，所述的瓶頸位于所述的混流片的上方。
所述的罐體的底部設(shè)有擱板墊塊、擱板，所述的擱板上分布有小孔，所述的擱板放置在所述的擱板墊塊上。
所述的外循環(huán)管的內(nèi)徑與所述罐體的內(nèi)徑比值0.05-0.2∶1；所述的罐體的罐高與罐體的內(nèi)徑比值為2.5-3.5∶1。
所述的外循環(huán)出液口處設(shè)置有篩網(wǎng)。
所述的罐體的側(cè)壁上設(shè)有用于觀察液面高度的視鏡窗口。
還設(shè)有一溫度計插孔，所述的溫度計插孔穿過夾套伸入罐體中。
本實用新型所述的帶混流裝置的外循環(huán)式氣升式生物反應(yīng)器的有益效果主要表現(xiàn)在1、采用了空氣噴嘴與外循環(huán)管道連接，從空氣噴嘴中高速噴出的空氣流形成的壓力來帶動罐內(nèi)液體使其從罐體頂部進入外循環(huán)管道，容氧率高，耗能較??；2、空氣噴嘴有壓縮噴嘴、外套管組成，壓縮噴嘴上設(shè)有止逆閥，可以阻止溶液倒流到噴嘴中，外套管的中部設(shè)有一瓶頸，可以提高從壓縮噴嘴中噴出的氣體的速度，可以進一步提高容氧率；3、在空氣噴嘴下方的外循環(huán)管道上設(shè)有一瓶頸，瓶頸的下方設(shè)有混流片，在外循環(huán)管道的瓶頸處設(shè)氣液發(fā)生了碰撞，在混流片處氣液又一次發(fā)生了碰撞，該氣液混合液中氧氣能夠充分的溶解與發(fā)酵液中，容氧效果良好；4、外循環(huán)管的內(nèi)徑與所述罐體的內(nèi)徑比值0.05-0.2∶1；所述的罐體的罐高與罐體的內(nèi)徑比值為2.5-3.5∶1，屬于低高徑比，罐底壓力不會太高，有利于菌體的生長；5、外循環(huán)出液口處設(shè)置有篩網(wǎng)，在發(fā)酵液中含有固體時，可以使固體不進入到外循環(huán)管道，防止管道堵塞；6、罐體的側(cè)壁上設(shè)有用于觀察液面高度的視鏡窗口，通過視鏡窗口可以觀察到罐體內(nèi)液體的液面高度；7、還設(shè)有一溫度計插孔，溫度計插孔穿過夾套伸入罐體中，插孔內(nèi)安裝有溫度計，可以有效的控制反應(yīng)器的溫度。

圖1是本實用新型所述的帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。
參照圖1，一種帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，包括罐體1、罐蓋2以及夾套裝置，夾套裝置包括夾套3、夾套進口4、夾套出口5，夾套3套接于罐體2的外圍，夾套3與罐體2的外壁之間形成封閉的空腔；在罐體1的外側(cè)設(shè)有一外循環(huán)混流裝置，外循環(huán)混流裝置包括外循環(huán)進液口6、外循環(huán)出液口7、外循環(huán)管道8，外循環(huán)進液口6位于罐體側(cè)面與罐體連通，罐蓋2上設(shè)有罐體進口管9，外循環(huán)出液口7位于罐體底部與罐體連通，外循環(huán)出液口7處設(shè)有罐體出口管10，外循環(huán)管道8連接在外循環(huán)進液口6與外循環(huán)出液口7之間；外循環(huán)管道8上密封安裝有空氣噴嘴，所述的空氣噴嘴上設(shè)有止逆閥。
空氣噴嘴有壓縮噴嘴11、外套管12組成，壓縮噴嘴11上設(shè)有止逆閥13，外套管12與外循環(huán)管道8相連通，外套管12的中部設(shè)有一瓶頸。外循環(huán)管道8中安裝有混流片14，混流片14為平行排列的金屬片，兩兩相鄰的金屬片之間形成液體通道。空氣噴嘴安裝于外循環(huán)管道8的上部，空氣噴嘴下方的外循環(huán)管道8上設(shè)有一瓶頸，瓶頸位于混流片14的上方。
罐體1的底部設(shè)有擱板墊塊15、擱板16，擱板16上分布有小孔，擱板16放置在擱板墊塊15上。擱板墊塊15為3-5塊，用于放置擱板16，擱板16上分布有小孔，擱板16不但具有空氣分布和混流作用，而且還可以隔離罐體中的固體物質(zhì)如固定化顆粒使其不能進入到外循環(huán)管道8中。
夾套3套接于罐體1的下部，夾套進口4位于夾套的下部，夾套進口4位于夾套的上部，外循環(huán)出液口7穿過夾套3與罐體連通。
外循環(huán)管道8的內(nèi)徑與所述罐體1的內(nèi)徑比值0.05-0.2∶1；罐體1的罐高與罐體的內(nèi)徑比值為2.5-3.5∶1。外循環(huán)管道內(nèi)徑為25mm，罐體內(nèi)徑為219mm，罐高600mm，屬于低高徑比，罐底壓力不會太高，有利于菌體的生長。
外循環(huán)出液口7處設(shè)置有篩網(wǎng)17，在發(fā)酵液中含有固體時，可以使固體不進入到外循環(huán)管道8，防止管道堵塞。
罐體1的側(cè)壁上設(shè)有用于觀察液面高度的視鏡窗口18，通過視鏡窗口18可以觀察到罐體內(nèi)液體的液面高度。
還設(shè)有一溫度計插孔19，所述的溫度計插孔19穿過夾套3伸入罐體1中。罐體1外的夾套的功能是控制溫度，一定溫度的導(dǎo)熱媒介從夾套進口注入，夾套出口中流出，加熱和維持罐體的溫度。
本實用新型所述的帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器的工作過程是從空氣噴嘴中高速噴出的空氣流形成的壓力來帶動罐內(nèi)液體使其從罐體1頂部進入外循環(huán)管道8，然后在自身重力和壓力差的作用下，這些氣液混合液又順著外循環(huán)管道8回流至空氣噴嘴處，在空氣流的作用下進行再一次的循環(huán)，從而形成了循環(huán)流動的發(fā)酵過程?？諝鈬娮炫c外循環(huán)管道結(jié)合，空氣噴嘴由壓縮噴嘴11、外套管12組成，外套管12與外循環(huán)管道8相連，外套管12由粗變細再由細變粗，即有一處瓶頸。壓縮空氣由壓縮噴嘴11噴入時所引起的負壓帶動罐體內(nèi)的發(fā)酵液流入外循環(huán)管道8中，形成氣液混合液，在壓縮空氣的帶動下繼續(xù)向前流動，流經(jīng)外循環(huán)管道8的瓶頸處，氣液相發(fā)生激烈混合，大氣泡被打碎成小氣泡；在流經(jīng)混流片14處，氣液相再一次發(fā)生激烈混合，氣泡再一次被打碎成小氣泡，該氣液混合液在外循環(huán)管道中流動時氧氣能夠充分的溶解于發(fā)酵液中，溶氧效果良好。
權(quán)利要求1.一種帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，包括罐體、罐蓋以及夾套裝置；所述的夾套裝置包括夾套、夾套進口、夾套出口，所述的夾套套接于所述的罐體的外圍，所述的夾套與所述的罐體的外壁之間形成封閉的空腔；在罐體外側(cè)設(shè)有一外循環(huán)混流裝置，所述的外循環(huán)混流裝置包括外循環(huán)進液口、外循環(huán)出液口、外循環(huán)管道，所述的外循環(huán)進液口位于罐體側(cè)面與罐體連通，所述的罐頂部設(shè)有罐體進口管，所述的外循環(huán)出液口位于罐體底部與罐體連通，所述的外循環(huán)出液口處設(shè)有罐體出口管，所述的外循環(huán)管道連接在外循環(huán)進液口與外循環(huán)出液口之間；其特征在于所述的外循環(huán)管道上密封安裝有空氣噴嘴，所述的空氣噴嘴上設(shè)有止逆閥。
2.如權(quán)利要求1所述的帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，其特征在于所述的空氣噴嘴有壓縮噴嘴、外套管組成，所述的壓縮噴嘴上設(shè)有止逆閥，外套管與所述的外循環(huán)管道相連。
3.如權(quán)利要求2所述的帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，其特征在于所述的外套管的中部設(shè)有一瓶頸。
4.如權(quán)利要求3所述的帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，其特征在于所述的外循環(huán)管道中安裝有混流片，所述的混流片為平行排列的金屬片，兩兩相鄰的金屬片之間形成液體通道。
5.如權(quán)利要求4所述的帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，其特征在于所述的空氣噴嘴安裝于所述的外循環(huán)管道的上部，所述的空氣噴嘴下方的外循環(huán)管道上設(shè)有一瓶頸，所述的瓶頸位于所述的混流片的上方。
6.如權(quán)利要求1-5之一的帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，其特征在于所述的罐體的底部設(shè)有擱板墊塊、擱板，所述的擱板上分布有小孔，所述的擱板放置在所述的擱板墊塊上。
7.如權(quán)利要求6所述的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，其特征在于所述的外循環(huán)出液口處設(shè)置有篩網(wǎng)。
8.如權(quán)利要求7所述的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，其特征在于所述的所述的外循環(huán)管的內(nèi)徑與所述罐體的內(nèi)徑比值0.05-0.2∶1；所述的罐體的罐高與罐體的內(nèi)徑比值為2.5-3.5∶1。
9.如權(quán)利要求8所述的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，其特征在于所述的罐體的側(cè)壁上設(shè)有用于觀察液面高度的視鏡窗口。
10.如權(quán)利要求9所述的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，其特征在于還設(shè)有一溫度計插孔，所述的插孔穿過所述的夾套伸入所述的罐體中。
專利摘要一種帶混流裝置的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器，包括罐體、罐蓋以及夾套裝置，夾套與罐體的外壁之間形成封閉的空腔；在罐體外側(cè)設(shè)有一外循環(huán)混流裝置，外循環(huán)混流裝置包括外循環(huán)進液口、外循環(huán)出液口、外循環(huán)管道，外循環(huán)進液口位于罐體側(cè)面與罐體連通，罐頂部處設(shè)有罐體進口管，外循環(huán)出液口位于罐體底部與罐體連通，外循環(huán)出液口處設(shè)有罐體出口管，外循環(huán)管道連接在外循環(huán)進液口與外循環(huán)出液口之間；外循環(huán)管道上密封安裝有空氣噴嘴，空氣噴嘴上設(shè)有止逆閥。本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、溶氧率高、能耗小、低高徑比的外循環(huán)氣升式生物反應(yīng)器。
文檔編號A21C13/00GK2720828SQ20042008141
公開日2005年8月31日 申請日期2004年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月31日
發(fā)明者汪釗, 鄭裕國, 陳小龍, 章銀軍, 沈雪亮 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)