专利名称：高效节能抗生素发酵罐的制作方法
技术领域：
本实用新型属机械制造领域，具体说是一种高效节能型抗生素发酵罐。
背景技术：
目前，在抗生素发酵行业中，均采用通用式发酵罐进行抗生素发酵，此种发酵罐搅 拌转速采用传统的固定转速，由皮带轮减速；搅拌器结构为三级单一六箭叶涡轮式搅拌； 冷却装置采用多组立式蛇管；罐内无布气装置，通风管直对罐底。这种发酵罐通风量大，通 风比一般为1 1-1. 2;搅拌功率匹配较高，一般为1 1.5-2. 0(即IOOm3发酵罐需配置 150-200KW 的电机)。鉴于以上特点及其本身结构形式，这种发酵罐存在以下缺陷和不足1、传动形式为三角皮带，电耗比较高；2、设备体积大，不易控制操作，维护不方便；3、搅拌器均采用直径相同的圆盘六箭叶涡轮式搅拌桨叶，搅拌器结构形式单一， 物料以径向流为主，搅拌混合不均勻，搅拌阻力大，匹配功率高；在相同转速下，剪切力大， 菌体损伤严重，不利于菌种生长。4、罐内无布气装置，空气分布不均勻，部分区域存在溶氧死角，气-固-液间的传 质速率差，养分吸收不充分，通风量大，发酵水平低；5、冷却装置采用传统的单一蛇管，冷却水流速低，阻力大，生产效率低。 发明内容随着医药生产的快速发展，抗生素发酵的高糖、高溶氧和流加补料等新工艺、新技 术不断被应用于生产，达到高效价、高密度发酵的目的，使原传统的发酵罐显露不足，难以 满足抗生素发酵的要求。鉴于现有抗生素发酵罐的不足，本实用新型的目的旨在提供一种高效节能型抗生 素发酵罐。该罐对机械搅拌器结构形式和冷却排管进行技术改进，增设空气特殊混合器，并 将高效搅拌器与空气分布器进行科学的有机结合，以此提高抗生素发酵单位，降低发酵生 产能耗，提高生产效益。本实用新型的设计是通过以下技术方案来实现一种高效节能型抗生素发酵罐，其特征是在罐内的搅拌轴上段装有四宽叶旋浆， 中段装有三窄叶旋浆，下段装有六抛物线桨叶，形成三级高效组合式搅拌；底层搅拌与罐底 间设有圆环式喷射混合器；罐内设有降温圆排管，圆排管垂直装于罐内，圆排管在罐内共分 9组，每组为7圈垂直排列，管间中心距120mm，圆管直径50mm ；罐外布有半圆管，共分12组， 每组7圈，管间中心距为120mm，半圆管直径100mm，半圆管紧挨罐壁环绕；罐顶置有传动电 机。上述四片宽叶旋浆直径1600mm，叶片宽480mm ；三片窄叶直径1550mm，叶片宽 150mm ；六抛物线桨叶直径1500mm，叶片宽210mm。[0014]上述圆环式喷射混合器，圆环直径1800mm，喷嘴中心距600mm，喷嘴直径10mm，喷
嘴数量36个。上述罐顶传动电机采用变频器调速。本实用新型与现有技术相比具有的优点和产生的有益效果1、搅拌结构形式设计科学，罐内气-固-液混合充分，发酵液溶解氧水平提高。通过改进搅拌器结构形式，采用高效混合流型(既有径向流又有轴向流)组合式 三级搅拌桨叶，使罐内气、固、液三相混合均勻，加快氧传递速度，增加空气与发酵液接触时 间和接触面积，发酵液溶解氧水平提高，剪切力小，有利于菌种的生长，减少死菌、异常菌的 产生，提高发酵单位水平和发酵效率。2、搅拌功率和通气量匹配显著降低，节能效果明显。为适应发酵工艺节能需要，在确保抗生素发酵正常的条件下，采用变频调速电机 和高效组合式搅拌器，增设高效空气分布器，使搅拌功率和通风比匹配显著降低，电耗降幅 明显，可节约用电20%-35%。本实用新型节能型发酵罐通风比匹配为1 0.6-1.0，搅拌 功率为1 1. 0-1. 5 (即100m3发酵罐需配置100-150KW的电机)，使搅拌功率和通气量匹 配显著降低，节能效果明显。3、动量传质和氧利用效率高。本实用新型采用高效圆环式喷射混合器，经与高效搅拌器旋浆科学的有机结合， 能充分利用进入罐内低压空气的释放能量，引射气-固-液三相能量与质量传递传换，实现 物料混合更加均勻，压风均勻分布，气体乳化程度加剧，同时，也可增大气、液二相接触面积 和增长接触时间，使发酵液中的动量传质和氧利用效率得到提高，菌种生产发酵水平得以 充分发挥。4、冷却能耗低。本实用新型改用罐内圆排管和罐外半圆管相结合的冷却排管，内排管具有传热系 数高，罐体易于消毒、清洗，减少阻力，提高发酵容积，增大放罐体积等特点；罐外采用半圆 管，可以增强罐体强度，降低罐体壁厚，使整个发酵罐造价降低，增加换热面积，提高发酵效 率，降低能耗。
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型再作进一步的说明如图1所示，一种高效节能型抗生素发酵罐，体积为250m3。在罐内的搅拌轴7上 段装有直径1600mm，叶片宽480mm的四片宽叶旋浆1，中段装有直径1550mm，叶片宽150mm 的三片窄叶旋浆2，下段装有直径1500mm，叶片宽210mm的六片抛物线桨叶3，形成三级组 合式搅拌；底层搅拌与罐底间设有圆环直径1800mm，喷嘴中心距600mm，喷嘴数量36个，喷 嘴直径为10mm的圆环式喷射混合器4 ；罐内设有降温圆排管5，圆排管5垂直装于罐内，圆 排管5共分9组，每组为7圈垂直排列，管间中心距120mm，圆管直径50mm ；罐外布有半圆管 6，共分12组，每组7圈，管间中心距为120mm，半圆管直径100mm，半圆管紧靠罐壁环绕，罐顶置有传动电机8。电机传动带动搅拌轴7以84转/分旋转，通过搅拌轴7上四宽叶旋浆1、三窄叶旋 浆2、六抛物线旋浆3形成的三级高效组合式搅拌器，四宽叶旋浆1、三窄叶旋浆2、六抛物线 旋浆3三级高效组合式搅拌，使罐内气、固、液三相均勻混合。罐体设置的内排管5、外排管6，降低罐内温度，内排管5垂直置于罐内，减少阻力， 提高发酵容积；外半圆管6紧挨罐壁分布，增加换热面积，增强外壁强度。罐底与底层搅拌间设置的高效喷圆环式喷射混合器4装置，使压风分布均勻，气 体乳化程度加剧，提高动量传质和氧利用效率。罐顶传动电机8采用变频器调速，控制搅拌转速，调节罐内溶氧。
权利要求一种高效节能型抗生素发酵罐，其特征是在罐内的搅拌轴(7)上段装有四宽叶旋浆(1)，中段装有三窄叶旋浆(2)，下段装有六抛物线桨叶(3)，形成三级高效组合式搅拌；底层搅拌与罐底间设有圆环式喷射混合器(4)；罐内设有降温圆排管(5)，圆排管(5)垂直装于罐内，圆排管(5)在罐内共分9组，每组为7圈垂直排列，管间中心距120mm，圆管直径50mm；罐外布有半圆管(6)，共分12组，每组7圈，管间中心距为120mm，半圆管直径100mm，半圆管(6)紧挨罐壁环绕；罐顶置有传动电机(8)。
2.如权利要求1所述的一种高效节能型抗生素发酵罐，其特征是上述四片宽叶旋浆 (1)直径1600mm，叶片宽480mm ；三片窄叶(2)直径1550mm，叶片宽150mm ；六抛物线桨叶 (3)直径 1500mm,叶片宽 210mm。
3.如权利要求1所述的一种高效节能型抗生素发酵罐，其特征是上述圆环式喷射混合 器⑷，圆环直径1800mm，喷嘴中心距600mm，喷嘴直径10mm，喷嘴数量36个。
4.如权利要求1所述的一种高效节能型抗生素发酵罐，其特征是上述罐顶传动电机 (8)采用变频器调速。
专利摘要本实用新型公开一种高效节能型抗生素发酵罐，其特征是在罐内的搅拌轴上段装有四宽叶旋桨，中段装有三窄叶旋桨，下段装有六抛物线桨叶，形成三级组合式搅拌；底层搅拌与罐底间设有圆环式喷射混合器；罐体设置内外排管，内圆排管垂直装于罐内，外半圆管紧按罐壁环绕；罐顶传动电机采用变频器调速。这种高效节能型抗生素发酵罐克服了传统发酵罐结构的缺陷，使得结构更趋于合理、科学、为抗生素发酵行业的发展将发挥积极作用。
文档编号C12M1/02GK201598284SQ2010201056
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者刘万发, 刘发宏, 夏学鹏, 王小军, 甘柏林 申请人:甘肃雪晶生化有限责任公司