[发明专利]多功能复合型生物发酵用阻沫回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物发酵技术领域，特别是涉及一种多功能复合型生物发酵用阻沫回收装置。

背景技术

在生物发酵过程中，营养丰富的培养体新陈代谢旺盛，其料液在搅拌浆剪切力和大量无菌空气进入的影响下会形成了大量泡沫，从而导致溢罐和逃液的发生，尤其是在泡沫高峰期会有大量生物活体随泡沫溢罐和逃液喷出罐体外，对周边环境造成极大地污染和危害，同时在生物发酵中随逃液喷出的数以亿计的生物活体又是噬菌体大量滋生的温床，直接威胁到生物发酵的正常生产，严重时甚至造成连续染菌和停产。因此，防止因溢罐和逃液引发的生产区环境污染，确保安全无菌生产已经成为发酵行业工作的重中之重。现有技术通常采用加入大量的高分子消泡剂或植物油对泡沫进行抑制，或降低液面高度，预留泡沫层空间，或减少装料量来减少这种现象的发生。但是上述几种处理方式都会降低设备利用率和产量，使宝贵的有形资源造成浪费。

中国专利《阻沫器》(申请号96230343.7)提供了一种以机械方式阻止泡沫上冒，从而阻止“逃溢”现象发生的生产装备，该阻沫器是利用含泡沫液体在经过阻沫主板的导流孔时形成的升降速度差裂解泡沫壁，待形成碎片后再经后挡板改变方向，以泡沫碎片击破液面上层泡沫表壁，从而达到抑制泡沫层高度的目的，但是由于受到阻沫主板厚度的限制，导流控升降速差并不明显，特别是对以植物油为发酵培养基主要原料的发酵物形成的泡沫，因其泡壁韧度大且表壁厚，根本无法破碎，而经过导流孔加速后又降速的处理使得流体回复初速，不能有效增加泡沫碎片对液面泡沫的击打力度，所以阻沫能力受到限制，对大多数发酵产品在发酵过程中形成的泡沫阻击能力相对较弱，故该技术一直未能得到有效推广；同时该技术采用常规直叶式搅拌桨状设计，阻沫主板按上下对称均分于连接盘两面，这种设计在泡沫层处于阻沫有效位置即靠近连接盘下工作面时，仅有一半主板处于工作状态，当液面淹没阻沫器后，上部主板和挡板又会增大搅拌运转阻力，易造成电机负荷徒增甚至烧毁电机的风险，不利安全运行。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种有效阻止发酵液溢罐和逃液，防止环境污染，确保安全无菌生产，适用于大多数发酵产品生产，且阻沫效果好的多功能复合型生物发酵用阻沫回收装置。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种多功能复合型生物发酵用阻沫回收装置，其特征在于包括：

一安装在生物反应器搅拌轴上的新型阻沫器，

一安装在生物反应器轴封下沿的排气内引气盘，

一安装在生物反应器外，且通过外排气管与排气内引气盘相连的罐式气液分离回收器，该罐式气液分离回收器为锥形底、底部为敞开式结构，其上开有尾气排气口和无菌空气进气口，

一安装在罐式气液分离回收器锥形底部的双L管，该双L管侧壁上开有气液回收吸入口，

一安装在回收管末端，且设置在生物反应器内部的回收气液分配站，回收管另一端与双L管连接，

无菌空气通过气流加速管直接被引入双L管。

所述新型阻沫器包括中心盘及均匀采用下沉式上边缘部紧固安装在中心盘上的若干个阻沫板，该阻沫板为空腔结构，其下底面密布有变径导流加速孔；所述中心盘上安装有轴套，新型阻沫器通过轴套安装在生物反应器的搅拌轴上，该新型阻沫器与搅拌轴同步转动并由此产生阻沫功能：一般不设置后挡板直接利用罐体上封头内壁作为逆向板，当液面含泡沫层靠近阻沫板时束流以破壁所需要的线速度形成击发力，对于成泡状明显的一般泡沫可以瞬间破壁，从而限制泡沫层的上升，对于呈膨胀状无形的高强度泡沫，可阻击近60％成泡并将余泡料混合液加速经由引气盘送入回收器进行气液泡分离并回收料液；对于需要加装后挡板改变击点流向和防止因阻沫主板过长而变形的200立方米以上超大容积的生物反应器用阻沫器，则在阻沫板上加装空框式活页转向挡板，所述的空框式活页转向挡板是由A型挡板框和内置固定在其上的活页可升降片组成，其作用是改变泡沫碎片束流向形成击碎液面表层泡沫的新的击点。当液面上升淹没阻沫器后活页板随浮力自动翻卷，减少液面阻力。这种设置既加固了主板，防止变形，其活页可升降片又能在泡沫层上升后随液面自动上浮叠折，规避了因液面上升阻沫挡板阻力骤然增大而带来的增加搅拌电机负荷的危险。同时本技术还将中心盘、阻沫板、轴套及空框式活页转向挡板各部件之间采用丝杆连接和嵌入式相结合的紧固连接法，这样不仅可以根据成泡强弱调整阻沫主板位置，还可以一器多用，扩大了应用范围。