[发明专利]一种应用于搅拌釜反应器的机械消泡装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于搅拌釜反应器的机械消泡装置。可应用于化工、食品、发酵、造纸、纺织等领域。属于化工机械技术领域。

背景技术

泡沫常伴随着工业生产过程，很多运转或工艺过程，常因产生泡沫而大大的影响到工业的生产能力。在制取抗生素、酶制剂、谷氨酸和微生物多糖等通风发酵过程中，常因起泡而发生跑液，降低发酵罐的利用率，甚至影响供氧，增加染菌风险，使目的产物收率下降。因此高效消除有害泡沫，具有显著的技术与经济意义，消泡装置的应用在工业生产中起着不可或缺的作用。目前生产过程中常用的消泡方法有化学法和机械消泡法，化学法主要是添加有机硅、聚醚和高碳醇等消泡剂以去除泡沫。机械消泡法主要是借助机械力将泡沫打破，或借助压力使泡沫破裂，其优点是不需加入其他物质，节约原料、减少化学试剂的污染几率。机械消泡很少甚至不需要再向生物反应器中加入化学消泡剂，这样可以节省原材料，减少染菌的机会，并且降低了培养液的复杂性，这有利于后期有效物质的处理和提取。机械消泡装置可以重复使用，使用过程中耗能也比较少。

常用的机械消泡装置可以分为罐内消泡装置和罐外消泡装置。罐内消泡装置的结构形式主要有耙式（CN 201120229760.1）、旋转圆板式和螺旋板式（CN 201110316493.6）等。罐外消泡装置主要有旋转叶片式、离心力式、旋风分离器（CN 200820160690.7）和转向板式等。耙式消泡桨结构简单，但仅适合于泡沫产生不明显的反应过程。旋转圆板式是利用圆板高速旋转产生的离心力对泡沫产生剪切作用而使其破裂，需额外的高速电机驱动，结构比较复杂。螺旋板式利用搅拌桨旋转产生的离心力破泡，但螺旋板桨叶覆盖面大，桨叶垂直高度占用较大的罐内有效体积。罐外消泡装置中旋转叶片式、离心力式需要额外动力，结构较为复杂。旋风分离器效果较好，结构简单，无需额外动力，若与本发明的罐内消泡装置结合起来使用，更能发挥整体设备的高效消泡效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种新型高效的罐内消泡装置，具有良好的消泡效果，而且制造简单，成本低廉。

本发明的技术方案：一种应用于搅拌反应釜的机械消泡装置，包括轮毂1和桨叶2；所述轮毂1中心结构为中空的圆柱形，轮毂外围结构为圆锥台形，轮毂外围向下呈≤30o倾角，轮毂1直径d1为釜径的1/5~1/3。轮毂1设置有安装桨叶2的沟槽和螺栓孔，用于安装桨叶2；

所述桨叶2截面为半圆管型凹槽，或为对称抛物线型凹槽，或为不对称抛物线型凹槽。桨叶数量为4~16片，桨叶在轮毂上对称布置，桨叶末端设置有向下倾斜的导液轨，使消泡后的液体注入液面。导液轨截面与桨叶截面相同，导液轨倾角为45~90o，桨叶2直径d2为釜径的1/2~3/5。根据安装要求和不同规模的反应釜设备，轮毂可以是分体式，也可以是整体式，机械消泡装置安装在搅拌反应釜内的搅拌轴上，轮毂与搅拌轴的连接方式可以是紧固螺钉，也可以是并紧螺栓和平键来连接，随着搅拌轴一起旋转。

桨叶2为钢板、塑钢板或合金板弯制、冲制或拉制而成，所述桨叶截面凹槽为对称型凹槽或为上宽下窄的不对称型凹槽。

轮毂1和桨叶2表面涂布强疏水材料聚四氟乙烯或其它耐腐蚀、耐高温、高疏水性的高分子聚合物以提高消泡效果，同时使机械消泡装置易于清洗。机械消泡装置安装在搅拌反应釜内的搅拌轴上，随着搅拌轴一起旋转时，反应釜内上升的泡沫首先被机械消泡装置中桨叶的凹槽捕获，在离心力的作用下被推向桨叶的末端。由于桨叶与轮毂向下倾斜，泡沫在运动过程中促使液膜排液、压缩和剪切而破碎。液体和泡沫到达桨叶末端时冲撞到向下的导液轨，受离心力和冲击力作用进一步破碎，最后液体喷射到反应器液面的泡沫层，促进液面上的泡沫破碎。桨叶表面涂有耐高温耐腐蚀的超疏水性材料，增强消泡效果。本发明的桨叶结构比较简单，可以由板材压制成形，可按需求制作成不同规格尺寸，制造成本低廉。

本发明的有益效果：本发明与现有技术相比，优点在于：

（1）通过消泡装置的结构设计，可以对泡沫进行捕集、离心推送、压缩、剪切、碰撞和喷射等机械作用，转变为液体后重新进入液面，集成了各类型消泡装置的优势特征。

（2）对桨叶表面进行超疏水处理，将化学消泡与机械消泡结合起来，提高消泡效率，同时能防止固形物粘在消泡装置上，有利于消泡装置的清洁。

（3）利用搅拌反应釜自身的搅拌轴装置，无需外在额外动力，采用大直径、多桨叶的消泡装置，作用面宽泛，有效消除泡沫。

（4）消泡桨桨叶装卸方便、简易，不影响整体设备的清洗和维护。

附图说明