专利名称：一种微好氧发酵装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生物发酵装置，特别是涉及一种用于微好氧发酵产品工业化
生产的装置。
背景技术：
发酵罐是生物化工生产中的关键反应装置，面广量大。现有新型、高效节能的好氧发酵罐比比皆是，如申请日为2005年12月21日的专利号为200520145172. 4的中国专利:气升发酵罐，就公开了一种好氧微生物发酵装置，具体是一种气升发酵罐，其包括罐体，与罐体相连接的空气过滤装置、消泡装置，所述空气过滤装置设置有孔径小于或等于0. 22匪的有骨架的耐高温高压滤菌膜；罐体为圆球形；在罐体上部设置了一个带有排气口的球形消泡瓶，排气口的下端延伸至消泡瓶中，在排气口的下端开有若干小孔与装置外相通；排气口的上部有一段与水平面平行的延伸段，其末端开口直径小于3匪。此实用新型专利具有发酵液不容易污染、结构简单、发酵效果好、装置易清洗等优点。但对某些微好氧发酵或是通风比(气、液比值)小于O. lmVm、min的发酵，特别是通风比小、有严格限制，且均匀度要求较高的发酵这些发酵装置则都不能满足要求。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能够用于微好氧发酵、能耗低且效率高的通气搅拌发酵装置。 为实现上述目的，本实用新型提供一种微好氧发酵装置，包括微好氧发酵罐，该微好氧发酵罐主要包括以下结构 罐体； 位于罐体内与电机连接的机械搅拌组合，所述机械搅拌组合包括传动轴和连接在
所述传动轴上的至少二组的搅拌浆，所述搅拌浆位于罐内最下方的为径向流搅拌桨，其他
为轴向流搅拌桨；所述搅拌桨的直径为罐体直径的1/3 1/2之间；最下层为径向流搅拌
桨，有利于打碎气泡，从而增大氧传递速率；其它为轴向流搅拌桨，下层搅拌桨向上翻动物
料，上层搅拌桨将物料向下压，进一步使溶解氧与物料均匀充分接触； 位于罐体下部的小孔布气环形管，其正下方开有小2-小6的小孔； 位于罐体内小孔布气环形管的上方的环形换热管，环形换热管既可为液体物料限
定一个流动路线，防止短路；也可迫使流体高速流过换热面以利于及时将发酵热带走；禾口 在罐体内壁设置的锯齿状折流板，此种折流板具有节约动力消耗，又有利于出现
上下循环流的特点。 本实用新型微好氧发酵装置，其中所述电机优选位于所述罐体上方。 本实用新型微好氧发酵装置，其中所述传动轴优选位于所述罐体中央。 本实用新型微好氧发酵装置，其中所述小孔布气环形管的直径优选为径向流搅拌
桨直径的0. 8 1. 2倍之间。其下方的开孔优选有两排。开孔角度及开孔数量根据物料的粘度、体积以及所要达到的溶氧效果等参数进行调整，直径小的气泡具有更大的比表面积，从而有利于提高氧传递速率。 本实用新型微好氧发酵装置，其中所述环形换热管的直径优选为罐体直径的1/3 1/2之间，高度为罐体高度的1/5 1/2之间。其具体直径与高度，取决于罐体的几何尺寸和发酵物料的性质等。 本实用新型微好氧发酵装置，其中所述发酵罐还包括与所述罐体相连通的接种口和蒸汽进汽阀门，与所述小孔布气环形管相连通的进气阀门，与所述环形换热管相连通的循环水进出口阀门，以及与所述罐体底部相连通的排空阀门。 本实用新型微好氧发酵装置是指罐体积大于50m3/台的工业化生产用发酵罐，而非小于此规格的试验用或其它规格发酵罐。其用途只包括通风比(气、液比值)小于O. lm3/m、min的微好氧发酵，不包括其它范围的好氧发酵。本实用新型微好氧发酵装置通过在发酵罐罐体内设置机械搅拌组合以及配合设计搅拌叶形式尺寸大小和转速，实现发酵物料的最佳通风与混合，有利于提高发酵产率及縮短发酵周期，满足了微好氧发酵通风比小的要求，投资少且能耗低，能够应用于大规模工业化生产。
图1是本实用新型实施例的一种微好氧发酵罐总体装配结构示意图。
其中，l :小孔布气环形管;2 :环形换热管;3 :折流板;4 :传动轴;5 :罐体;6 :接种
口 ；7 :蒸汽进汽阀门；8 :进气阀门；9 :循环水进出口阀门；10 :排空阀门。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。 本实用新型微好氧发酵装置一种实施方式的结构示意图如图1所示，其包括微好氧发酵罐，该微好氧发酵罐主要包括以下组件 罐体5，在罐体5内的中央固定有与电机连接的传动轴4，所述传动轴4上装有两层或两层以上搅拌桨(图示为三层)，搅拌桨的直径为罐体直径的1/3 1/2之间；最下层为径向流搅拌桨，这有利于打碎气泡，从而增大氧传递速率；其它为轴向流搅拌桨，下层搅拌桨向上翻动物料，上层搅拌桨将物料向下压，进一步使溶解氧与物料均匀充分接触；在罐体5内的最下部装有小孔布气环形管l，小孔布气环形管1的直径为径向流搅拌桨直径的0. 8 1. 2倍之间，其正下方开有两排小2 小6的小孔，开孔角度及开孔数量根据物料的粘度、体积以及所要达到的溶氧效果等参数进行调整，直径小的气泡具有更大的比表面积，从而有利于提高氧传递速率；在罐体5内的小孔布气环形管1的正上方装有环形换热管2，环形换热管2既可为液体物料限定一个流动路线，防止短路；也可迫使流体高速流过换热面以利于及时将发酵热带走；环形换热管2的直径为罐体直径的1/3 1/2之间，高度为罐筒体高度的1/5 1/2之间，其具体直径与高度，取决于罐体5的几何尺寸和发酵物料的性质等；在罐体5的内壁设置有锯齿状折流板3，此种折流板具有节约动力消耗，又有利于出现上下循环流的特点。 以下以粉碎玉米芯水解产物-木糖为主要原料，利用上述微好氧发酵装置发酵生产木糖醇，进一步说明利用本实用新型微好氧发酵装置进行微好氧发酵的方法[0022] (1)首先通蒸汽对待发酵物料进行消毒灭菌，12rC灭菌半小时后，关闭蒸汽进汽阀门7，打开冷却水进出口阀门9通循环水进行冷却降温，打开进气阀门8和排空阀门10，通无菌空气冷却微好氧发酵罐及发酵物料； (2)待发酵罐内温度降至33t:时，进行接种，接种比例为lm3待发酵物料/0. 05 0. lm3种子液，接种完成后，关闭接种口 6并调整搅拌转速，进行发酵；在发酵过程中，降温循环水与罐温进行自控调温，进气阀门8与发酵液溶氧进行自控调节阀门开度，排空阀门10与罐压进行自控调节罐内压力，以利于菌种的正常生长与代谢；[0024] (3)发酵60小时左右，每小时取样检测残糖，待残糖检测合格即可终止发酵。[0025] 从发酵完毕的物料中用液相色谱的分析方法，测得产木糖醇大于100g/L。在整个发酵过程中通风比小于0. 05mVm3 min，搅拌功率小于0. 5KW h/m3罐体积，发酵周期小于65小时。 当然，本实用新型还可有其它实施例，在不违背本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。
权利要求一种微好氧发酵装置，包括微好氧发酵罐，其特征在于，所述发酵罐主要包括以下结构罐体(5)；位于罐体(5)内与电机连接的机械搅拌组合，所述机械搅拌组合包括传动轴(4)和连接在所述传动轴(4)上的至少二组的搅拌桨，所述搅拌桨位于罐内最下方的为径向流搅拌桨，其他为轴向流搅拌桨，所述搅拌桨的直径为罐体直径的1/3～1/2之间；位于罐体(5)下部的小孔布气环形管(1)，其正下方开有φ2-φ6的小孔；位于罐体(5)内小孔布气环形管(1)的上方的环形换热管(2)；和在罐体(5)内壁设置的锯齿状折流板(3)。
2. 如权利要求1所述的微好氧发酵装置，其特征在于，所述电机位于所述罐体上方。
3. 如权利要求l所述的微好氧发酵装置，其特征在于，所述传动轴(4)位于所述罐体(5)中央。
4. 如权利要求l所述的微好氧发酵装置，其特征在于，所述小孔布气环形管(1)的直径为径向流搅拌桨直径的0. 8 1. 2倍之间。
5. 如权利要求l所述的微好氧发酵装置，其特征在于，所述小孔布气环形管(1)下方的开孔有两排。
6. 如权利要求l所述的微好氧发酵装置，其特征在于，所述环形换热管(2)的直径为罐体直径的1/3 1/2之间，高度为罐体高度的1/5 1/2之间。
7. 如权利要求1所述的微好氧发酵装置，其特征在于，所述发酵罐还包括与所述罐体(5)相连通的接种口 (6)和蒸汽进汽阀门(7)，与所述小孔布气环形管(1)相连通的进气阀门(8)，与所述环形换热管(2)相连通的循环水进出口阀门(9)，以及与所述罐体(5)底部相连通的排空阀门(10)。
专利摘要本实用新型公开了一种微好氧发酵装置，包括微好氧发酵罐，该微好氧发酵罐主要包括以下结构罐体；位于罐体内与电机连接的机械搅拌组合；位于罐体下部的小孔布气环形管；位于罐体内小孔布气环形管的上方的环形换热管和在罐体内壁设置的锯齿状折流板。本实用新型通过在发酵罐罐体内设置机械搅拌组合以及配合设计搅拌叶形式尺寸大小和转速，实现发酵物料的最佳通风与混合，有利于提高发酵产率及缩短发酵周期，满足了微好氧发酵通风比小的要求，投资少且能耗低，能够应用于大规模工业化生产。
文档编号C12M1/08GK201501863SQ2009201091
公开日2010年6月9日 申请日期2009年6月12日 优先权日2009年6月12日
发明者乔华军, 宋家林, 崔亚放, 李荣杰 申请人:安徽丰原发酵技术工程研究有限公司