專利名稱：一種哈夫式軸向攪拌槳的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于生物反應器攪拌槳設計技術領域。
近二十年中，新型生物反應器不斷涌現(xiàn)，但攪拌式發(fā)酵罐仍在工業(yè)微生物發(fā)酵中占據(jù)統(tǒng)治地位。攪拌裝置是發(fā)酵罐的最重要部件，而攪拌槳葉是攪拌裝置的最關鍵部分。長期以來，由平直或彎葉型葉片所構成的徑向流圓盤透平攪拌槳是攪拌式發(fā)酵罐所采用的最主要攪拌器。這種圓盤透平槳粉碎氣泡的能力強，易加工，但全釜混合性能差，剪切不均，在高粘度的發(fā)酵液體中，這種現(xiàn)象尤為嚴重，且有明顯的區(qū)域化現(xiàn)象。從80年代起，對機械攪拌發(fā)酵罐攪拌器操作性能的研究促使了一系列高性能軸向流攪拌槳的出現(xiàn)，如美國Rochester混合設備公司研制的LightninA系列槳、加拿大Prochem公司研制的Maxflo槳、德國Ekato公司研制的Intermig槳等，這些槳的一個明顯特點是全釜混合均勻、傳質能力提高及剪切溫和。國外各大公司尤其是一些制藥廠應用軸向流槳后產生了明顯的效果，大規(guī)模地改造替代正在進行。國內在軸向攪拌槳方面的研究起步晚、投入少、面窄和深度不夠，并且主要是針對化工反應釜的混和性能進行研究，而對這種攪拌槳在生物反應器中的應用研究不多。從所周知，生物反應與化工反應有本質的區(qū)別，前者是氣液固三相混合反應而后者僅是液液反應。此外，至今為止還沒有用軸向攪拌槳大規(guī)模改造傳統(tǒng)徑向流圓盤透平槳的報道，這也反映了這方面市場開拓的薄弱。
國外軸向攪拌槳的結構是整體型式的，由園環(huán)狀輪轂，輪轂外側置有(外)葉片所組成，這種整體型式的軸向攪拌槳被抱箍安裝在攪拌軸上。生物反應器往往體積龐大，為此在反應器內壁一般裝置有一道或二道或三道支撐，這樣一來，這種整體型式的攪拌槳裝置的使用，其安裝和拆卸就極不方便，加之受國內加工條件的限制，這種整體型式的攪拌槳和攪拌軸的加工精度極難達到裝配所要求的精度。為此，有必要對整體型軸向攪拌槳進行改進設計，以滿足國內生產發(fā)展的需要。
本實用新型的目的是提出一種使用方便，高效的哈夫式軸向攪拌槳，取代傳統(tǒng)的徑向流槳，以便提高生物反應器中傳質、混合效果，提高發(fā)酵水平，適應我國生物反應工業(yè)的發(fā)展。
本實用新型的構造是攪拌槳身由對稱的兩半組成，兩半由內輪轂5通過哈夫結構由螺栓螺母4緊固、外輪轂7由其外側的固定片2和外葉片1由螺栓螺母3緊固，安裝使用時通過此兩道緊固形成一個哈夫式攪拌槳整體。內輪轂和外輪轂由內葉片6焊接固定，外輪轂外側焊接固定片，固定片和外葉片由螺栓螺母緊固，此緊固同時起到了外輪轂兩半連接的緊固作用。內輪轂由哈夫抱箍在攪拌軸上。其裝配圖如
圖1所示，外葉片實例之一如圖2所示，內葉片可采用多種形式，實例之一如圖3所示。外葉片采用高盤面比葉片，數(shù)量為4-6片。本攪拌槳材料采用不銹鋼，本攪拌槳外徑尺寸為Φ500-Φ1600mm。
本實用新型的優(yōu)點是該軸向攪拌槳安裝和拆卸方便；使用效果極佳，用于生物反應器，能提高傳質效率，改善混合性能，并在通氣條件下能良好運行。尤其對于高粘度的非牛頓液體發(fā)酵，采用本軸向攪拌槳后能使發(fā)酵過程中流加基質在全罐中混合均勻，不會造成局部過濃和過稀現(xiàn)象，能很好傳質，有利于微生物的生長與代謝，最終提高產率水平、或可降低能耗。
圖1說明1、外葉片，2、固定片，3、螺栓螺母，4、螺栓螺母，5、內輪轂，6、內葉片，7、外輪轂。
本實用新型之攪拌槳適用于1、各類中低粘度發(fā)酵液(如有機酸、酶制劑、抗生素等)2、高粘度非牛頓物系(如微生物多糖等)3、高細胞密度發(fā)酵(各類流加發(fā)酵，如生物可降解塑料PHB等)4、對剪切敏感的物系(如菌絲體發(fā)酵、動植物組織培養(yǎng)等)使用效果舉例發(fā)酵液性質發(fā)酵產品舉例 指標低粘度PHB 混合效果150％牛頓物系 傳質系數(shù)125％產率提高10％
高粘度 膠連多糖 發(fā)酵周期縮短25％非牛頓物系產物濃度提高15％功率消耗降低30％中低粘度紅霉素效價提高5％非牛頓物系能耗降低20——30％井岡霉素 能耗降低20％發(fā)酵周期縮短10％以在30噸紅霉素發(fā)酵罐中采用軸向攪拌為例(1)節(jié)能25％，每罐每批次發(fā)酵節(jié)能達1900元，每罐全年為7.8萬元(2)效價提高以5％計，每罐可多得5個十億，約5000元，每罐全年20萬元；按一個具有20個30噸發(fā)酵罐的紅霉素發(fā)酵工廠計能耗全年可節(jié)省156萬元，紅霉素銷售可多得400萬元，兩項共計556萬元，這不需要增加任何人力物力，工藝不需要作任何改動，而投資僅需40萬元左右。
可見采用軸向攪拌槳后，所得經濟效益是相當可觀的。
權利要求1.一種哈夫式軸向攪拌槳，本實用新型的特征是攪拌槳槳身由對稱的兩半組成，兩半由內輪轂(5)通過哈夫結構由螺栓螺母(4)緊固，外輪轂(7)由其外側的固定片(2)和外葉片(1)由螺栓螺母(3)緊固，通過此兩道緊固形成一個哈夫式攪拌槳整體，內輪轂(5)和外輪轂(7)由內葉片(6)焊接固定，外輪轂(7)外側焊接固定片(2)，固定片(2)和外葉片(1)由螺栓螺母(3)緊固，此緊固同時起到了外輪轂(7)兩半連接的緊固作用，內輪轂(5)由哈夫抱箍在攪拌軸上。
2.如權利要求1所述的軸向攪拌槳，其進一步特征是外葉片采用高盤面比葉片，數(shù)量為4——6片。
3.如權利要求1所述的軸向攪拌槳，其進一步特征是材料采用不銹鋼。
4.如權利要求1所述的軸向攪拌槳，其進一步特征是攪拌槳外徑尺寸為Φ500-Φ1600mm。
專利摘要一種哈夫式軸向攪拌槳。本實用新型屬于生物反應器攪拌槳設計技術領域。本軸向攪拌槳由對稱的兩半組成,通過哈夫結構緊固形成一個哈夫式攪拌槳整體。該攪拌槳包括內輪轂、外輪轂、內輪轂和外輪轂由內葉片焊接固定,外輪轂外側焊接固定片,固定片和外葉片由螺栓緊固。本實用新型的優(yōu)點是使用方便,效果極佳,將它用于生物反應,混合時間少,傳質能力好,節(jié)省能耗,剪切溫和,區(qū)域化現(xiàn)象減弱,適合非牛頓液體發(fā)酵。
文檔編號C12M1/02GK2398288SQ992295
公開日2000年9月27日 申請日期1999年9月28日 優(yōu)先權日1999年9月28日
發(fā)明者陳堅, 阮文權, 倫世儀 申請人:無錫輕工大學