本發(fā)明涉及一種發(fā)酵罐技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及到一種在生物好氧發(fā)酵過程中使用的空氣分布技術(shù)，它能有效提高氧與菌體料液菌體的溶氧速率，使發(fā)酵技術(shù)指標和產(chǎn)量得到大幅度提高的具有多點空氣分布器的發(fā)酵罐。

背景技術(shù)：

目前在生物好氧發(fā)酵生產(chǎn)中，如氨基酸(谷氨酸、賴氨酸……)、有機酸(檸檬酸、衣康酸……)、抗生素(青霉素、土霉素……)酶制劑產(chǎn)品、糖醇類產(chǎn)品等等，都是屬于液態(tài)深層好氧發(fā)酵生產(chǎn)。所謂“好氧生產(chǎn)”就是將無菌壓縮空氣均勻地分布于發(fā)酵罐內(nèi)的原菌體料液中，使菌體能夠得到充分的有氧呼吸(溶氧)，使其正常的生長、代謝，以達到所需要的生物產(chǎn)品。品種不同，好氧發(fā)酵周期也不同，但無論哪種好氧發(fā)酵，自始至終都離不開空氣。因此，如何將空氣均勻地分布到發(fā)酵液中，使原菌體料液菌體充分地將空氣中的氧吸收(溶解氧)是影響穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的關(guān)鍵因素。

傳統(tǒng)的空氣分布器，就是在發(fā)酵罐底部通入一根直管，有“￢”字型、有“﹂”字型、有“η”字型，這些型號的空氣分布器都是通過一點供氣，然后通過攪拌軸上的多檔槳葉將空氣中的氧氣均勻地分布到發(fā)酵液中,使氣液相溶，達到發(fā)酵液中溶解氧的目的，從而可供給菌體呼吸生長、代謝產(chǎn)物的目的。由于該技術(shù)是一點式供氣，因此空氣不能均勻分布，特別是大直徑發(fā)酵罐，存在攪拌死角，使氧和菌體料液菌體不能充分融合吸收，造成溶氧不足影響發(fā)酵指標。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的空氣分布器在結(jié)構(gòu)上存在明顯的不足，僅僅可以通過一個點給發(fā)酵罐內(nèi)供氣，再借助攪拌槳葉進一步將空氣中的氧氣與發(fā)酵液混合，不能將空氣中的氧氣均勻分布在發(fā)酵罐的發(fā)酵液中，特別是大直徑發(fā)酵罐，存在攪拌死角，使氧和菌體料液菌體不能充分融合，造成溶氧不足影響發(fā)酵指標。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多點空氣分布器以及應用其的發(fā)酵罐，用以解決現(xiàn)有發(fā)酵罐的氧氣與料液混合不充分，存在攪拌死角的缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種多點空氣分布器，所述多點空氣分布器至少包括第一噴管和第二噴管，所述第二噴管進口端套置于所述第一噴管的出口端，所述第一噴管和所述第二噴管之間具有間隙。

所述多點空氣分布器還包括第三噴管，所述第三噴管進口端套置于所述第二噴管的出口端，所述第三噴管與所述第二噴管之間具有間隙。

所述多點空氣分布器還包括第四噴管，所述第四噴管的進口端套置于所述第三噴管的出口端，所述第四噴管與所述第三噴管之間具有間隙。

所述第一噴管、第二噴管、第三噴管以及第四噴管呈喇叭形狀。

所述第一噴管和所述第二噴管之間通過連接板固定連接。

所述第一噴管的進口端安裝有法蘭。

本發(fā)明還提供一種應用上述所述的多點空氣分布器的發(fā)酵罐，其特征在于，

所述發(fā)酵罐包括罐體、攪拌槳葉以及供氣管；

所述供氣管位于所述罐體的底部，所述攪拌槳葉位于罐體的內(nèi)部，并且通過旋轉(zhuǎn)軸與所述罐體可轉(zhuǎn)動連接；

所述多點分布器的第一噴管的進口端與所述供氣管連通。

所述多點分布器的設(shè)置數(shù)量至少為2個。

所述供氣管為直管。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明的多點空氣分布器可以將菌體料液菌體通過空氣分布器以及罐體的攪拌裝置的作用下，形成通暢的循環(huán)路徑，以及良好的反應狀態(tài)。在高壓氣流的作用下，將菌體料液快速吸入并噴出，同時對膨脹菌體料液中的泡沫起到緊縮作用，可有效提高發(fā)酵罐裝料系數(shù)；本發(fā)明的多點空氣分布器具有強大的空吸作用和噴射能力，使菌體料液往復循環(huán)，將空氣中的氧與菌體料液中的菌體快速均勻的溶解吸收，提高溶氧速率，大幅度提高發(fā)酵指標并有效增加裝罐系數(shù)，大幅度提高產(chǎn)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的多點空氣分布器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的多點空氣分布器的正面視圖。

圖3為本發(fā)明的具有多點空氣分布器的發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供一種多點空氣分布器，該多點空氣分布器10至少包括第一噴管1和第二噴管2，第二噴管2進口端套置于第一噴管1的出口端，第一噴管1和第二噴管2之間具有間隙。第一噴管1的進口端，是空氣(含氧氣)的進入口，當高壓空氣通過第一噴管1的進口端進入第一噴管1后，高壓氣流從第一噴管1進入第二噴管2，由于第二噴管2的直徑大于第一噴管1的直徑，第二噴管2的進口端套置于第一噴管1的出口端，且第二噴管2的進口端與第一噴管1的出口端具有間隙，在第二噴管2的進口處形成負壓區(qū)，形成環(huán)形的吸料口，位于第二噴管2進口周圍的菌體料液會通過環(huán)形吸料口吸入第二噴管2，菌體料液在第二噴管內(nèi)與空氣混合。

同樣的，多點空氣分布器10還可以包括第三噴管3，第三噴管3進口端套置于第二噴管2的出口端，第三噴管3的直徑大于第二噴管2的直徑，第三噴管3與第二噴管2之間具有間隙，形成環(huán)形吸料口，當高壓氣流和菌體料液通過第三噴管3時，在該間隙處形成負壓區(qū)，可將第三噴管3進口處的菌體料液吸入第三噴管3，進一步的將空氣和菌體料液混合。

進一步的，多點空氣分布器10還包括第四噴管4，第四噴管4的進口端套置于第三噴管3的出口端，第四噴管4的直徑大于第三噴管3的直徑，第四噴管4與第三噴管3之間具有間隙，形成環(huán)形吸料口。較佳的，第一噴管1和第二噴管2之間，第二噴管2與第三噴管3之間，第三噴管3與第四噴管4之間均通過連接板6固定連接。當然不同噴管與連接板之間也可一體成型。

本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明的多點分布器10由第一噴管1、第二噴管2、第三噴管3以及第四噴管4相互套接而成，其中，第一噴管1的直徑小于第二噴管2的直徑，第二噴管2的直徑小于第三噴管3的直徑，第三噴管3的直徑小于第四噴管4的直徑，四個噴管共同形成一個由細到粗具有喇叭狀噴腔的多點分布器10，第一噴管1的進口端為進氣口，第四噴管4的出口端為多點空氣分布器10的噴口，各噴管之間的連接處形成三個大小不同的環(huán)形吸料口。其中，各噴管的管壁之間通過焊接板相連，第一噴管的進口端可與供氣管連接。

作為可變換的實施方式，本發(fā)明的多點空氣分布器10的噴管的數(shù)量可以為五個、六個甚至更多，只要滿足在菌體料液與空氣充分混合的目的即可。

較佳的，第一噴管1、第二噴管2、第三噴管3以及第四噴管4呈喇叭形狀，噴管設(shè)為喇叭形狀，有利于氣流攜帶菌體料液進一步的擴散和混合，充分混合空氣與菌體料液。第一噴管1的進口端安裝有法蘭5，第一噴管1可以通過法蘭5與供氣管8等連接。

本發(fā)明還提供一種應用上述多點空氣分布器10的發(fā)酵罐，發(fā)酵罐包括罐體7、攪拌槳葉9以及供氣管81；供氣管81位于罐體7的底部，攪拌槳葉9位于罐體7的內(nèi)部，并且通過旋轉(zhuǎn)軸82與罐體7可轉(zhuǎn)動連接；多點分布器10的第一噴管1的進口端與供氣管81連通。

其中，旋轉(zhuǎn)軸82位于罐體7的中心，攪拌槳葉9與旋轉(zhuǎn)軸82固定連接，且攪拌槳葉9位于多點分布器10的上部，當多點分布器10將菌體料液和空氣混合后，由多點分布器的噴口噴出，噴出的菌體料液進一步地由攪拌槳葉9進行攪拌，將空氣與菌體料液進一步地混合，從而可以將空氣與菌體料液進行充分均勻的混合，提高菌體料液的氧溶解量。

較佳地，供氣管81為直管，供氣管81的一端伸出罐體7的外部，與供氣裝置連接；供氣管81的另一端伸入罐體7的底部中間位置處，在伸入罐體底部的供氣管81上設(shè)置多個多點空氣分布器10，多點空氣分布器10通過法蘭5與供氣管81固定連接。

較佳地，多點分布器10的設(shè)置數(shù)量至少為2個，多點分布器10在供氣管81上均勻分布，多點空氣分布器10的噴口可以豎直向上，也可以朝向罐體7的側(cè)壁方向，還可以朝向罐體7的底部，多點分布器10的噴口朝向不同方向，可以充分的將菌體料液與空氣中的氧氣充分混合。多點空氣分布器10將一點供氣變?yōu)槎帱c供氣，既將罐體7底部供氣管81引入發(fā)酵罐內(nèi)形成一個多點供氣的長直管，在長直管供氣管上安裝多個空氣分布器10。本發(fā)明可以根據(jù)罐體7的大小，設(shè)置伸入到罐體底部的長度，以及設(shè)置多點空氣分布器10的數(shù)量。同時，也可考慮多點空氣分布器10的噴口的朝向，以使空氣與菌體料液充分均勻的混合。

本發(fā)明的具有多點空氣分布器的發(fā)酵罐，是根據(jù)空氣動力學和文丘里原理相設(shè)計而成的，多點空氣分布器10由多個不同直徑的噴管套接形成一個由細到粗的喇叭狀多點空氣分布器。當具有一定壓力的空氣通過空氣分布器時，菌體料液就會從各個噴管間的環(huán)形吸料口進入噴管，在高壓空氣動力的作用下，快速通過相互套接的噴管，在噴管內(nèi)和噴口處，多點空氣分布器10將空氣和菌體料液充分混合，噴射到罐體7的各個角落，再進一步地由攪拌槳葉9進行攪拌，最終達到空氣在菌體料液中均勻分布，溶氧充足，不留死角，提升發(fā)酵指標的目的。

本發(fā)明的發(fā)酵罐的具體的工作原理為：

本發(fā)明的發(fā)酵罐在使用時，首先，在發(fā)酵罐內(nèi)填充適量的料液以及接種適量的菌體；同時開啟攪拌裝置和多點空氣分布器，當供氣裝置通過供氣管對罐體內(nèi)部進行供氣，設(shè)置在供氣管上的多點空氣分布器開始工作，當高壓氣流從第一噴管的進口進入并通過第一噴管、第二噴管、第三噴管以及第四噴管時，在多點空氣分布器的噴管之間的多個環(huán)形吸料口的周圍形成多個負壓區(qū)，大量擠壓在多點空氣分布器周圍的菌體料液，通過各環(huán)形吸料口迅速被吸入分布器噴管內(nèi)，在高壓氣流的作用下將菌體料液和空氣在噴管內(nèi)進行了混合。最后，由于發(fā)酵罐本身配有攪拌裝置,多點空氣分布器具有強大的空吸作用和噴射能力，可以使菌體料液在攪拌裝置和多點空氣分布器的作用下往復循環(huán)，將空氣中的氧與菌體料液中的菌體快速均勻的溶解吸收，提高了溶氧速率，杜絕了攪拌死角和溶氧不均勻不充分的弊端，大幅度提高了發(fā)酵技術(shù)指標。同時，在高壓氣流的作用下，多點空氣分布器將菌體料液快速吸入并噴出，同時對膨脹菌體料液中的泡沫起到緊縮作用，進而提高發(fā)酵罐裝料系數(shù)。

本發(fā)明的多點空氣分布器可以將菌體料液菌體通過空氣分布器以及罐體的攪拌裝置的作用下，形成通暢的循環(huán)路徑，以及良好的反應狀態(tài)。在高壓氣流的作用下，將菌體料液快速吸入并噴出，同時對膨脹菌體料液中的泡沫起到緊縮作用，可有效提高發(fā)酵罐裝料系數(shù)；本發(fā)明的多點空氣分布器具有強大的空吸作用和噴射能力，使菌體料液往復循環(huán)，將空氣中的氧與菌體料液中的菌體快速均勻的溶解吸收，提高溶氧速率，大幅度提高發(fā)酵指標并有效增加裝罐系數(shù)，大幅度提高產(chǎn)量。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。