[实用新型]高效节能抗生素发酵罐

说明书

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100m³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，搅拌混合不均匀，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，空气分布不均匀，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。

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、液三相混合均匀，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匀，压风均匀分布，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。

附图说明