实验用气升式发酵反应器的制作方法

本实用新型涉及一种气升式发酵反应装置。

背景技术：

现有气升式发酵罐已广泛应用于工业大规模生产，包括微生物培养、细胞培养、食品加工和生物环保等领域。其供氧的原理都是基于深层鼓泡，即空气以气泡形式分散于发酵液中，在通气的一侧，液体平均密度下降，在不通气的一侧，液体密度较大，因而产生与通气侧的液体产生密度差，从而形成发酵罐内液体的环流。

气升式反应器一般为同心圆圆导流筒结构。气体从导流筒底部通入，在导流筒内上升流形成普通流气升循环；气体通入导流筒和反应器内壁的环隙内，形成反向流气升循环；还有在导流筒内设置多层多孔挡板，以使上升流中的气泡均匀分散，消除气泡聚集形成的气穴。

而为了研究不同气升式反应器结构对发酵反应的影响，或者不同发酵原液适合哪种气升循环方式需要进行实验研究。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了模拟气升式发酵反应装置不同形式的气升流方式，而提供一种实验用气升式发酵反应器。

本实用新型实验用气升式发酵反应器包括反应罐、空气分布器、环形气体分布器、导流筒、支撑杆、气泵、排液管和保温层，在反应罐的顶壁上开有排气口、进料口和消泡剂加入口，罐盖盖设在反应罐的顶壁上，圆盘状的空气分布器设置在反应罐内的底部，环形气体分布器套设在空气分布器的外部，在反应罐内上部的罐体圆周方向上均匀设置有多个支撑杆，在支撑杆的杆体自由端的上表面开有定位槽，在导流筒的外筒壁周向上设置有多个与定位槽配合的连接板，连接板嵌入定位槽内并通过紧固件固定导流筒，在反应罐的罐底开有排液口，排液管的一端与罐底的排液口相连通；保温层包覆在反应罐的外壁上；

第一进气管的一端与空气分布器相连通，第一进气管的另一端与气泵相连，第二进气管的一端与环形气体分布器相连，第二进气管的另一端与第一进气管相连通，在第一进气管和第二进气管上分别设置有气体阀门。

本实用新型实验用气升式发酵反应器的反应罐的底部设置空气分布器和环形气体分布器，当空气分布器进行鼓泡，气体从导流筒底部通入，在导流筒内上升流形成普通流气升循环；当环形气体分布器鼓泡，气体通入导流筒和反应器内壁的环隙内，形成反向流气升循环，通过此气升式发酵反应器能够实现两种不同的气升循环形式。

本实用新型实验用气升式发酵反应器中的导流筒搭接固定在支撑杆上，便于拆卸和更换。该气升式发酵反应器能够实现普通流气升循环和反向流气升循环，适用于小型工业生产和气升发酵反应的实验研究。

附图说明

图1为本实用新型实验用气升式发酵反应器的结构示意图；

图2为空气分布器和环形气体分布器的结构示意图；

图3为导流筒设置在支撑杆上的结构示意图；

图4为支撑杆上的定位槽的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式实验用气升式发酵反应器包括反应罐1、空气分布器2、环形气体分布器3、导流筒4、支撑杆5、气泵6、排液管9和保温层10，在反应罐1的顶壁上开有排气口、进料口和消泡剂加入口，罐盖11盖设在反应罐1的顶壁上，圆盘状的空气分布器2设置在反应罐1内的底部，环形气体分布器3套设在空气分布器2的外部，在反应罐1内上部的罐体圆周方向上均匀设置有多个支撑杆5，在支撑杆5的杆体自由端的上表面开有定位槽5-1，在导流筒4的外筒壁周向上设置有多个与定位槽5-1配合的连接板4-1，连接板4-1嵌入定位槽5-1内并通过紧固件固定导流筒4，在反应罐1的罐底开有排液口，排液管9的一端与罐底的排液口相连通；保温层10包覆在反应罐1的外壁上；

第一进气管7的一端与空气分布器2相连通，第一进气管7的另一端与气泵6相连，第二进气管8的一端与环形气体分布器3相连，第二进气管8的另一端与第一进气管7相连通，在第一进气管7和第二进气管8上分别设置有气体阀门。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是反应罐1的高径比(H/D)为3～5:1。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是反应罐1内设置有温度传感器。

本实施方式的温度传感器用以测试反应罐内发酵液的体系温度。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是在反应罐1的罐壁上部开有观察窗12。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是导流筒4内沿高度方向设置有多层多孔挡板。

本实施方式通过多孔挡板能使气泡分散均匀，并消除由于气泡聚集形成的气穴。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是反应罐1外罐壁的保温层10中设置有电加热板13。

实施例：本实施例实验用气升式发酵反应器包括反应罐1、空气分布器2、环形气体分布器3、导流筒4、支撑杆5、气泵6、排液管9和保温层10，在反应罐1的顶壁上开有排气口、进料口、消泡剂加入口和压力阀13，罐盖11盖设在反应罐1的顶壁上，圆盘状的空气分布器2设置在反应罐1内的底部，环形气体分布器3套设在空气分布器2的外部，在反应罐1内上部的罐体圆周方向上均匀设置有四个支撑杆5，支撑杆5沿反应罐1的径向设置，在支撑杆5的杆体自由端的上表面开有定位槽5-1，在导流筒4的外筒壁周向上设置有四个与定位槽5-1配合的连接板4-1，连接板4-1嵌入定位槽5-1内并通过紧固件固定导流筒4，在反应罐1的罐底开有排液口，排液管9的一端与罐底的排液口相连通；保温层10包覆在反应罐1的外壁上；

第一进气管7的一端与空气分布器2相连通，第一进气管7的另一端与气泵6相连，第二进气管8的一端与环形气体分布器3相连，第二进气管8的另一端与第一进气管7相连通，在第一进气管7和第二进气管8上分别设置有气体阀门。

本实施例导流筒上的连接板嵌入支撑杆上的定位槽内，通过紧固件(如螺丝)将连接板固定在定位槽中。

本实施例中空气分布器和环形气体分布器分别通过第一进气管和第二进气管与气泵并联，当空气分布器进行鼓泡，气体从导流筒底部通入，在导流筒内上升流形成普通流气升循环；当环形气体分布器鼓泡，气体通入导流筒和反应器内壁的环隙内，形成反向流气升循环，通过此气升式发酵反应器能够实现两种不同的气升循环形式，也可进行两种不同气升循环的交替发酵反应。