[实用新型]搅拌装置和生化反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及生化反应领域，具体地，涉及一种对物料进行搅拌的搅拌装置和一种包括该搅拌装置的生化反应器。

背景技术

在生化反应中通常会对待反应的物料加入生化反应器中，然后利用生化反应器中的搅拌装置对物料进行搅拌。

例如，在制备一种发酵有机酸时就需要用具有搅拌装置的生化反应器。所述发酵有机酸在食品、饮料、医药、化工、洗涤等领域应用十分广泛。发酵后的有机酸液体中，除含有主要产物有机酸外，还含有纤维、菌体、有机杂酸等杂质。通过加入碳酸钙（CaCO₃）等钙盐与溶液中的有机酸发生中和反应，生成溶解度极小的有机酸钙盐或有机酸氢钙，过滤后得到有机酸钙盐或有机酸氢钙。此时的中和反应在具有搅拌装置的生化反应器中进行。将含有有机酸的溶液加入生化反应器中，然后将碳酸钙等钙盐加入生化反应器中，启动搅拌装置进行搅拌，以使得碳酸钙等钙盐与溶液中的有机酸充分反应，生成有机酸钙盐或有机酸氢钙。

将过滤得到的有机酸钙盐或有机酸氢钙调浆后，加入强酸（如H₂SO₄）产生复分解反应（即酸解），生产溶解度极小的硫酸钙盐，过滤后得到有机酸溶液。此时的复分解反应同样是在具有搅拌装置的生化反应器中进行的，在反应时同样需要启动搅拌装置。

图1中所示的是一种常用的生化反应器，该生化反应器包括罐体20和设置在罐体20内的搅拌装置10。该搅拌装置10包括搅拌轴11和环绕该搅拌轴11设置的叶片12，该叶片12为矩形板状，倾斜地设置在搅拌轴11的外表面上。

但是，在进行中和反应时，利用生化反应器中的搅拌装置10对钙盐和含有有机酸的溶液进行搅拌获得固体颗粒悬浮液后，对其进行取样检测后发现，上部固液比平均为51.8%，下部固液比平均为55.6%，混合不均匀。在有机酸钙盐或有机酸氢钙加入强酸产生复分解反应时，硫酸钙盐晶体中包夹有机酸钙盐或有机酸氢钙，检测分析包夹量为0.1%，说明物料反应不完全。

因此，如何使得生化反应器中的物料混合更均匀、反应更充分成为本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种搅拌装置和一种包括该搅拌装置的生化反应器。利用设置有所述搅拌装置的生化反应器能够使添加至该生化反应器中的物料混合更均匀。

为了实现上述目的，作为本实用新型的一个方面，提供一种搅拌装置，该搅拌装置包括搅拌轴和设置在该搅拌轴一端的至少一层叶片层，每层所述叶片层都包括多个根部固定在所述搅拌轴的外表面上的多个叶片，该多个叶片环绕所述搅拌轴均匀设置，其中，所述叶片的根部与水平方向之间的夹角大于所述叶片的端部与水平方向之间的夹角，且所述叶片的断面为向上凸起的弧形。

优选地，所述叶片的根部与水平方向之间的夹角为45°至55°。

优选地，所述叶片的端部与水平方向之间的夹角为20°至30°。

优选地，所述叶片的根部的宽度大于该叶片的端部的宽度。

优选地，所述叶片的根部的宽度与该叶片的端部的宽度之比为1.8至2.7。

优选地，该搅拌装置包括多层叶片层，该多层叶片层沿所述搅拌轴的轴向间隔设置。

优选地，该搅拌装置包括2至3层所述叶片层。

作为本实用新型的另一个方面，还提供一种生化反应器，该生化反应器包括罐体和设置在该罐体内的搅拌装置，其中，该搅拌装置为本实用新型所提供的上述搅拌装置。

优选地，所述搅拌轴的轴线与所述罐体的轴线之间存在距离。

优选地，所述罐体的高度与该罐体的直径之比为1.25至1.35。

优选地，所述罐体的内表面的表面粗糙度在Ra0.4至Ra1.0之间。

通过将叶片设置为根部与水平方向之间的角度大于端部与水平方向之间的角度可以使叶片根部对生化反应器中的物料产生较大的推动力，而叶片端部对生化反应器中的物料产生较小的推动力，既能够使物料搅拌均匀，又能够降低搅拌物料时的能耗。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是现有的生化反应器的主视图示意图；

图2是本实用新型所述的搅拌装置的一部分的主视图；

图3是图2中所示的搅拌装置的俯视图；

图4是图2中所示的搅拌装置的叶片的A-A断面图；