專利名稱：一種哈夫式軸向攪拌槳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于生物反應(yīng)器攪拌槳設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
近二十年中，新型生物反應(yīng)器不斷涌現(xiàn)，但攪拌式發(fā)酵罐仍在工業(yè)微生物發(fā)酵中占據(jù)統(tǒng)治地位。攪拌裝置是發(fā)酵罐的最重要部件，而攪拌槳葉是攪拌裝置的最關(guān)鍵部分。長(zhǎng)期以來(lái)，由平直或彎葉型葉片所構(gòu)成的徑向流圓盤透平攪拌槳是攪拌式發(fā)酵罐所采用的最主要攪拌器。這種圓盤透平槳粉碎氣泡的能力強(qiáng)，易加工，但全釜混合性能差，剪切不均，在高粘度的發(fā)酵液體中，這種現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，且有明顯的區(qū)域化現(xiàn)象。從80年代起，對(duì)機(jī)械攪拌發(fā)酵罐攪拌器操作性能的研究促使了一系列高性能軸向流攪拌槳的出現(xiàn)，如美國(guó)Rochester混合設(shè)備公司研制的LightninA系列槳、加拿大Prochem公司研制的Maxflo槳、德國(guó)Ekato公司研制的Intermig槳等，這些槳的一個(gè)明顯特點(diǎn)是全釜混合均勻、傳質(zhì)能力提高及剪切溫和。國(guó)外各大公司尤其是一些制藥廠應(yīng)用軸向流槳后產(chǎn)生了明顯的效果，大規(guī)模地改造替代正在進(jìn)行。國(guó)內(nèi)在軸向攪拌槳方面的研究起步晚、投入少、面窄和深度不夠，并且主要是針對(duì)化工反應(yīng)釜的混和性能進(jìn)行研究，而對(duì)這種攪拌槳在生物反應(yīng)器中的應(yīng)用研究不多。從所周知，生物反應(yīng)與化工反應(yīng)有本質(zhì)的區(qū)別，前者是氣液固三相混合反應(yīng)而后者僅是液液反應(yīng)。此外，至今為止還沒(méi)有用軸向攪拌槳大規(guī)模改造傳統(tǒng)徑向流圓盤透平槳的報(bào)道，這也反映了這方面市場(chǎng)開(kāi)拓的薄弱。
國(guó)外軸向攪拌槳的結(jié)構(gòu)是整體型式的，由園環(huán)狀輪轂，輪轂外側(cè)置有(外)葉片所組成，這種整體型式的軸向攪拌槳被抱箍安裝在攪拌軸上。生物反應(yīng)器往往體積龐大，為此在反應(yīng)器內(nèi)壁一般裝置有一道或二道或三道支撐，這樣一來(lái)，這種整體型式的攪拌槳裝置的使用，其安裝和拆卸就極不方便，加之受國(guó)內(nèi)加工條件的限制，這種整體型式的攪拌槳和攪拌軸的加工精度極難達(dá)到裝配所要求的精度。為此，有必要對(duì)整體型軸向攪拌槳進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，以滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)發(fā)展的需要。
本實(shí)用新型的目的是提出一種使用方便，高效的哈夫式軸向攪拌槳，取代傳統(tǒng)的徑向流槳，以便提高生物反應(yīng)器中傳質(zhì)、混合效果，提高發(fā)酵水平，適應(yīng)我國(guó)生物反應(yīng)工業(yè)的發(fā)展。
本實(shí)用新型的構(gòu)造是攪拌槳身由對(duì)稱的兩半組成，兩半由內(nèi)輪轂5通過(guò)哈夫結(jié)構(gòu)由螺栓螺母4緊固、外輪轂7由其外側(cè)的固定片2和外葉片1由螺栓螺母3緊固，安裝使用時(shí)通過(guò)此兩道緊固形成一個(gè)哈夫式攪拌槳整體。內(nèi)輪轂和外輪轂由內(nèi)葉片6焊接固定，外輪轂外側(cè)焊接固定片，固定片和外葉片由螺栓螺母緊固，此緊固同時(shí)起到了外輪轂兩半連接的緊固作用。內(nèi)輪轂由哈夫抱箍在攪拌軸上。其裝配圖如


圖1所示，外葉片實(shí)例之一如圖2所示，內(nèi)葉片可采用多種形式，實(shí)例之一如圖3所示。外葉片采用高盤面比葉片，數(shù)量為4-6片。本攪拌槳材料采用不銹鋼，本攪拌槳外徑尺寸為Φ500-Φ1600mm。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是該軸向攪拌槳安裝和拆卸方便；使用效果極佳，用于生物反應(yīng)器，能提高傳質(zhì)效率，改善混合性能，并在通氣條件下能良好運(yùn)行。尤其對(duì)于高粘度的非牛頓液體發(fā)酵，采用本軸向攪拌槳后能使發(fā)酵過(guò)程中流加基質(zhì)在全罐中混合均勻，不會(huì)造成局部過(guò)濃和過(guò)稀現(xiàn)象，能很好傳質(zhì)，有利于微生物的生長(zhǎng)與代謝，最終提高產(chǎn)率水平、或可降低能耗。
圖1說(shuō)明1、外葉片，2、固定片，3、螺栓螺母，4、螺栓螺母，5、內(nèi)輪轂，6、內(nèi)葉片，7、外輪轂。
本實(shí)用新型之?dāng)嚢铇m用于1、各類中低粘度發(fā)酵液(如有機(jī)酸、酶制劑、抗生素等)2、高粘度非牛頓物系(如微生物多糖等)3、高細(xì)胞密度發(fā)酵(各類流加發(fā)酵，如生物可降解塑料PHB等)4、對(duì)剪切敏感的物系(如菌絲體發(fā)酵、動(dòng)植物組織培養(yǎng)等)使用效果舉例發(fā)酵液性質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)品舉例 指標(biāo)低粘度PHB 混合效果150％牛頓物系 傳質(zhì)系數(shù)125％產(chǎn)率提高10％
高粘度 膠連多糖 發(fā)酵周期縮短25％非牛頓物系產(chǎn)物濃度提高15％功率消耗降低30％中低粘度紅霉素效價(jià)提高5％非牛頓物系能耗降低20——30％井岡霉素 能耗降低20％發(fā)酵周期縮短10％以在30噸紅霉素發(fā)酵罐中采用軸向攪拌為例(1)節(jié)能25％，每罐每批次發(fā)酵節(jié)能達(dá)1900元，每罐全年為7.8萬(wàn)元(2)效價(jià)提高以5％計(jì)，每罐可多得5個(gè)十億，約5000元，每罐全年20萬(wàn)元；按一個(gè)具有20個(gè)30噸發(fā)酵罐的紅霉素發(fā)酵工廠計(jì)能耗全年可節(jié)省156萬(wàn)元，紅霉素銷售可多得400萬(wàn)元，兩項(xiàng)共計(jì)556萬(wàn)元，這不需要增加任何人力物力，工藝不需要作任何改動(dòng)，而投資僅需40萬(wàn)元左右。
可見(jiàn)采用軸向攪拌槳后，所得經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)可觀的。
權(quán)利要求1.一種哈夫式軸向攪拌槳，本實(shí)用新型的特征是攪拌槳槳身由對(duì)稱的兩半組成，兩半由內(nèi)輪轂(5)通過(guò)哈夫結(jié)構(gòu)由螺栓螺母(4)緊固，外輪轂(7)由其外側(cè)的固定片(2)和外葉片(1)由螺栓螺母(3)緊固，通過(guò)此兩道緊固形成一個(gè)哈夫式攪拌槳整體，內(nèi)輪轂(5)和外輪轂(7)由內(nèi)葉片(6)焊接固定，外輪轂(7)外側(cè)焊接固定片(2)，固定片(2)和外葉片(1)由螺栓螺母(3)緊固，此緊固同時(shí)起到了外輪轂(7)兩半連接的緊固作用，內(nèi)輪轂(5)由哈夫抱箍在攪拌軸上。
2.如權(quán)利要求1所述的軸向攪拌槳，其進(jìn)一步特征是外葉片采用高盤面比葉片，數(shù)量為4——6片。
3.如權(quán)利要求1所述的軸向攪拌槳，其進(jìn)一步特征是材料采用不銹鋼。
4.如權(quán)利要求1所述的軸向攪拌槳，其進(jìn)一步特征是攪拌槳外徑尺寸為Φ500-Φ1600mm。
專利摘要一種哈夫式軸向攪拌槳。本實(shí)用新型屬于生物反應(yīng)器攪拌槳設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。本軸向攪拌槳由對(duì)稱的兩半組成,通過(guò)哈夫結(jié)構(gòu)緊固形成一個(gè)哈夫式攪拌槳整體。該攪拌槳包括內(nèi)輪轂、外輪轂、內(nèi)輪轂和外輪轂由內(nèi)葉片焊接固定,外輪轂外側(cè)焊接固定片,固定片和外葉片由螺栓緊固。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是使用方便,效果極佳,將它用于生物反應(yīng),混合時(shí)間少,傳質(zhì)能力好,節(jié)省能耗,剪切溫和,區(qū)域化現(xiàn)象減弱,適合非牛頓液體發(fā)酵。
文檔編號(hào)C12M1/02GK2398288SQ992295
公開(kāi)日2000年9月27日 申請(qǐng)日期1999年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月28日
發(fā)明者陳堅(jiān), 阮文權(quán), 倫世儀 申請(qǐng)人:無(wú)錫輕工大學(xué)