專利名稱：發酵罐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微生物發酵工程中所用的發酵設備，尤其涉及一種改變了供
氣方式的發酵罐，主要用于好氧發酵。
背景技術：
發酵罐是微生物在發酵過程中生長、繁殖和形成產品的外部環境裝置，它取代了 傳統的發酵容器，跟傳統的容器相比，它具有明顯的優點，例如能進行嚴格的滅菌，通入空 氣，提供良好的發酵環境；能實施攪拌、震蕩等促進微生物生長的措施；能對溫度、壓力、空 氣流量實行自動控制；能通過各種生物傳感器測定發酵罐內的菌體濃度、營養成分、產品濃 度，用電腦隨時調節發酵進程。所以，發酵罐能實現大規模的連續生產，最大限度地利用原 料和設備，獲得高產量、高效率。氣升式發酵罐是上世紀末開始發展應用的一種新型生物反 應器，作為好氧發酵設備，主要是要保證微生物在無菌的狀態下生長，因此，溫度的穩定和 無菌對于發酵是最重要的，而溫度的穩定是需要在盡量多的換熱器，并有強力的攪拌；保持 無菌狀態對于設備來說，是需要發酵設備上沒有活動部件，比如攪拌；發酵罐內沒有死角， 且罐內盡量的沒有多余的設備管道。現有的各種微生物發酵工程中所用的發酵設備，特別 是用于好氧菌生產的發酵設備，為了保證有效的空氣分布，多采用使用電機帶動的攪拌設 備，即強制攪拌設備，但是該設備需要貫穿發酵設備，易形成漏點，在生物發酵過程中有污 染雜菌的風險；而目前為防止染菌而采用的氣升式發酵設備，主要存在的問題是空氣從罐 底壓入后，由于沒有攪拌的作用，導致空氣直接上升到罐頂，空氣分布不均，利用率相對較 低，從而增加了能耗。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種無 污染，且空氣混合效果好，利用率高的發酵罐。 本實用新型為解決上述提出的問題所采用的技術方案是包括有發酵罐體、換熱 器和空氣分布器，所述的空氣分布器由空氣管組成，該空氣管沿發酵罐體徑向安設并周向 分布在發酵罐體內腔下部，該空氣管前端開設有噴射口 ，噴射口的噴射方向沿發酵罐體周 向偏下。 按上述方案，所述的空氣管噴射口的噴射方向與空氣管軸向方向呈75 105°夾 角，且向下偏轉0 30。。 按上述方案，空氣管在發酵罐體內腔安裝2-4層，相鄰層間距l-3m，且每層的空氣
管分布在同一水平面上。 按上述方案，同層空氣管噴射口的噴射方向相同，相鄰層空氣管噴射口的噴射方 向相反。 按上述方案，每層接入的空氣管沿周向均布，每根間隔0. 5m-0. 8m。 按上述方案，每層接入的空氣管可為2-5組不同的長度，且每組空氣管按徑向長度遞減的方式安裝。 按上述方案，所述的換熱器由兩組管式換熱器組成，一組換熱器位于發酵罐體內
腔上方中央，另一組換熱器沿發酵罐體的外壁螺旋安設。 按上述方案，發酵罐體內腔上方中央的換熱器的一端由發酵罐體頂部接入發酵罐 體，伸入發酵罐體的高度為發酵罐體高度的70% ±10%時，換熱管螺旋安設，螺旋的直徑 為發酵罐體直徑的30% ±10%。 本實用新型的工作過程為帶壓的無菌空氣通過空氣分布器進入發酵罐體，在空 氣進入發酵罐體時，由于空氣分布器的安裝方式，使發酵料液水平旋轉，空氣均勻的分布在 發酵液中，因為上一層的空氣管噴射口的噴射方向與下一層的空氣管噴射口的噴射方向相 反，所以兩股相反流向的氣體及液體，形成湍流，可以進一步使氣液混合，提高溶氧。而當發 酵液需要升溫或者降溫時，可以通過兩組換熱器通入相應的換熱介質，快速穩定的調節溫 度。 本實用新型的有益效果在于1、將空氣管進行多層分布，既排氣又攪拌，使得罐內 空氣分布趨于均勻，提高了發酵罐的空氣利用率。2、無需其它動力驅動，沒有機械攪動裝 置，不僅降低了染菌的風險，也節約了能耗。3、采用兩組換熱器，能快速有效的控制溫度。4、 發酵罐體內無死角，易清洗。
圖1為本實用新型一個實施例的正視結構圖。 圖2為圖1的A-A剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型的實施例。 參見圖1、圖2，發酵罐包括有發酵罐體1、換熱器和空氣分布器3，其中換熱器由兩 組管式換熱器組成， 一組換熱器4位于發酵罐體內腔上方中央，另一組換熱器2沿發酵罐體 1的外壁螺旋安設。發酵罐體內腔上方中央的換熱器4的一端由發酵罐體1頂部接入發酵 罐體，伸入發酵罐體的高度為發酵罐體1高度的70% ±10%時，換熱管螺旋安設，螺旋的直 徑為發酵罐體1直徑的30% ±10%。空氣分布器3由前端有一噴射口5的空氣管組成，該 空氣管沿發酵罐體l徑向安設在發酵罐體l內腔下部，空氣管的噴射口 5的噴射方向與空 氣管軸向方向呈95。夾角，且向下偏轉15。，即需要有向下的角度；空氣管在發酵罐體l上 安裝3層，相鄰層間距lm ;同層的空氣管每根間隔0. 5m-0. 8m周向均布在同一水平面上，同 層的空氣管分為4組不同的長度，按徑向長度遞減的方式安裝；同層空氣管噴射口5的噴射 方向相同，相鄰層空氣管噴射口的噴射方向相反。 當準備發酵時，可以通過換熱器對發酵設備進行加熱消毒，消毒結束后可以利用 換熱器進行降溫，在發酵過程中可以利用換熱器進行溫度調節，有效的控制發酵溫度。作為 好氧發酵，所需要的空氣可以通過空氣管進入發酵罐體，空氣管在發酵罐體內均勻分布，出 口呈水平向下的角度，當空氣從空氣管出口進入發酵罐體時，使發酵液在切向運動，發酵液 產生旋轉；而在不同層的空氣管噴射口噴射方向相反，從而使發酵液在罐內局部出現湍流， 提高溶氧。
權利要求一種發酵罐，包括有發酵罐體、換熱器和空氣分布器，其特征在于所述的空氣分布器由空氣管組成，該空氣管沿發酵罐體徑向安設并周向分布在發酵罐體內腔下部，該空氣管前端開設有噴射口，噴射口的噴射方向沿發酵罐體周向偏下。
2. 根據權利要求1所述的發酵罐，其特征在于所述的空氣管噴射口的噴射方向與空氣管軸向方向呈75 105°夾角，且向下偏轉0 30。。
3. 根據權利要求2所述的發酵罐，其特征在于空氣管在發酵罐體內腔安裝2-4層，相鄰層間距l-3m，且每層的空氣管分布在同一水平面上。
4. 根據權利要求3所述的發酵罐，其特征在于同層空氣管噴射口的噴射方向相同，相鄰層空氣管噴射口的噴射方向相反。
5. 根據權利要求4所述的發酵罐，其特征在于每層接入的空氣管沿周向均布，每根間隔0. 5m-0. 8m。
6. 根據權利要求5所述的發酵罐，其特征在于每層接入的空氣管為2-5組不同的長度，且每組空氣管按徑向長度遞減的方式安裝。
7. 根據權利要求1-6中所述的任一發酵罐，其特征在于所述的換熱器由兩組管式換熱器組成， 一組換熱器位于發酵罐體內腔上方中央，另一組換熱器沿發酵罐體的外壁螺旋安設。
8. 根據權利要求7所述的發酵罐，其特征在于發酵罐體內腔上方中央的換熱器的一端由發酵罐體頂部接入發酵罐體，伸入發酵罐體的高度為發酵罐體高度的70% ±10%時，換熱管螺旋安設，螺旋的直徑為發酵罐體直徑的30% ±10%。
專利摘要本實用新型公開了一種微生物發酵工程中所用的發酵設備，尤其涉及一種改變了供氣方式的發酵罐，主要用于好氧發酵。它包括有發酵罐體、換熱器和空氣分布器，所述的空氣分布器由空氣管組成，該空氣管沿發酵罐體徑向安設并周向分布在發酵罐體內腔下部，該空氣管前端開設有噴射口，噴射口的噴射方向沿發酵罐體周向偏下。本實用新型的有益效果在于1、將空氣管進行多層分布，既排氣又攪拌，使得罐內空氣分布趨于均勻，提高了發酵罐的空氣利用率。2、無需其它動力驅動，沒有機械攪動裝置，不僅降低了染菌的風險，也節約了能耗。3、采用兩組換熱器，能快速有效的控制溫度。4、發酵罐體內無死角，易清洗。
文檔編號C12M1/04GK201506790SQ2009202281
公開日2010年6月16日 申請日期2009年9月15日 優先權日2009年9月15日
發明者向麗, 周強, 唐孝鵬, 尚耘, 張敏, 李翔宇, 楊金濤, 汪志明, 耿安鋒, 肖子豪, 肖敏, 馬凡提 申請人:嘉吉烯王生物工程(湖北)有限公司