[发明专利]生物反应器搅拌装置

说明书

技术领域

本发明涉及紧急生物反应器设备领域，特别是涉及一种生物反应器搅拌装置。

背景技术

生物反应器是利用生物催化剂进行化学反应的设备，与一般化学反应器相似，在生物反应器中也要求能维持一定的温度、压力、pH、反应物（营养物质，包括溶解氧）浓度，并具有良好的传热、传质和混合性能，以提供合适的环境条件，确保生物反应的顺利进行，设置在生物反应器之中的搅拌机构在维持反应器中反应物（营养物质，包括溶解氧）浓度，良好的传热、传质和混合效果中起着关键的作用。

现有技术中，为得到更均匀的浓度、更好的传热、传质和混合效果，通常采用在反应器内壁上设置挡板，以防止产生大漩涡和增加流体乱流程度。然而此结构造成反应器内部附件多，在生产中容易形成死角，影响生产效率和产品品质，在清洗时也不便于清洗。

发明内容

针对上述现有技术中应器内部附件多，在生产中容易形成死角，影响生产效率和产品品质，在清洗时也不便于清洗的问题，本发明提供了一种生物反应器搅拌装置。

为解决上述问题，本发明提供的生物反应器搅拌装置通过以下技术要点来解决问题：生物反应器搅拌装置，包括搅拌轴和由上至下固定连接在搅拌轴上的第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮和第三搅拌叶轮，所述第一搅拌叶轮包括呈盘状的第一叶轮盘和均布在第一叶轮盘上呈片状的多个第一叶轮片，所述第二搅拌叶轮包括呈盘状的第二叶轮盘和均布在第二叶轮盘上呈片状的多个第二叶轮盘，所述第三搅拌叶轮为平叶轮，且第一叶轮片相对于搅拌轴横截面的夹角范围在7°到15°范围内，第二叶轮片相对于搅拌轴横截面的夹角范围在55°到60°范围内。

具体的，将第一搅拌叶轮和第二搅拌叶轮设置成斜叶轮，且第一叶轮片相对于搅拌轴横截面的夹角范围在7°到15°范围内，在使用时，位于最上端的第一搅拌叶轮位于液面处以下附近，驱动装置带动本发明转动，第一叶轮片实现反应溶液液面翻滚，使得反应溶液能够与无菌空气充分混合以增加反应溶液的溶氧量，角度的设置旨在取得理想的翻滚剧烈程度；第二叶轮片实现反应溶液沿着反应器轴向方向上的运动，即实现其位置处反应溶液沿着反应器轴向方向上的运动，角度的设置旨在取得理想的反应溶液抽取速度；设置的第三搅拌叶轮实现反应溶液在反应器径向方向的搅动，这样，便增加了反应溶液在液面处与无菌空气的接触面面积、使得反应溶液在反应器内中部由上往下或由下往上运动，在反应器侧壁附近由下往上或由上往下运动、在反应器底部实现反应溶液在反应器径向方向的再分布。

更进一步的技术方案为：

所述第三搅拌叶轮包括呈盘状的第三叶轮盘、设置在第三叶轮盘中心的第三叶轮盘连接筒和多个第三叶轮片，所述第二页轮盘和第一叶轮盘中央分别设置有第二叶轮盘连接筒和第一叶轮盘连接筒，且第三叶轮盘连接筒、第二叶轮盘连接筒和第一叶轮盘连接筒上均设置有键槽，第三叶轮盘连接筒、第二叶轮盘连接筒和第一叶轮盘连接筒分别与搅拌轴呈平键连接。

采用此连接形式便于针对不同使用场合，如反应物密度或粘度、具体搅拌要求更换第一搅拌叶轮、第二搅拌叶轮或第三搅拌叶轮。

所述第一叶轮片、第二叶轮片和第三叶轮片的表面上均设置有一层橡胶层。

设置的橡胶层旨在阻隔第一叶轮片、第二叶轮片和第三叶轮片和反应溶液直接接触，延长此三个在使用时易损坏构件的使用寿命。

第一搅拌叶轮上的第一叶轮片、第二搅拌叶轮上的第二叶轮片，第三搅拌叶轮上的第三叶轮片的数量均为6个。

第一搅拌叶轮上的第一叶轮片、第二搅拌叶轮上的第二叶轮片，第三搅拌叶轮上的第三叶轮片的数量设置，旨在保证各叶轮流场的液流得到充分搅拌而又不致自相干扰造成混合不均。

所述第一叶轮片、第二叶轮片和第三叶轮片沿各自长度方向上均设置有加强筋，且每个加强筋的厚度从远离搅拌轴的一端到靠近搅拌轴的一端线性增加。

设置的加强筋有利于增强第一叶轮片、第二叶轮片和第三叶轮片的强度，加强筋结构的设置旨在减小本发明的重量。

本发明具有以下有益效果：

本发明结构简单，通过在现有生物反应器搅拌装置的基础上，将搅拌机构上的叶轮设置成三个，且分别发挥搅动反应溶液增加溶氧量、沿反应器轴向搅动反应溶液和沿反应器径向方向上搅动反应溶液，使得反应溶液在反应器中能够通过搅拌机构的搅拌具有均匀的浓度、更好的传热、传质和混合效果，这样便可省去反应器内部的挡流附件，解决了反应器在生产中容易形成死角，影响生产效率和产品品质，在清洗时也不便于清洗的问题。

附图说明