[发明专利]一种大型高传质循环式通风发酵罐

说明书

本发明公开一种大型高传质循环式通风发酵罐，涉及生物发酵技术领域，包括发酵罐体，发酵罐体内设置有冷却射管；发酵罐体内还固定设置有循环筒，循环筒的顶部和底部均开口；循环筒的底部连接通风管，通风管的第一端设置于循环筒内底部，第二端伸出发酵罐体；通风管的第一端开口向下，并连接空气分布头，空气分布头的顶部与通风管的第一端连通，底部设置有出口，出口的下方连接有三相混合扰动器；空气分布头的侧壁通过气体分配管连接有三相混合推力器和三相混合拉力器，三相混合推力器设置于循环筒内部，三相混合拉力器设置于循环筒的外部。本发明旨在为通风生物反应提供良好的工程条件，实现完全去除机械搅拌，提高发酵过程节能效果。

技术领域

本发明涉及生物发酵技术领域，特别是涉及一种大型高传质循环式通风发酵罐。

背景技术

国内抗生素、维生素、氨基酸、有机酸等发酵行业几乎全部采用通用式通风搅拌反应釜技术进行工业化产品生产，几十年来，在发酵装备上未见大的突破，一直存在发酵过程能耗高、通风氧利用率低的现状；

在发酵行业，能耗(空气供氧、蒸汽消毒、搅拌电耗、循环水冷却)占产品总成本的20％～30％，其中发酵用的搅拌又占总能耗的20％～40％；对发酵过程状态进行流体力学、发酵工程学等方面的分析和抗生素大生产实践，采用新的发酵罐结构，既能满足各生物界菌属及各发酵产品的工程条件需求，又能满足完全去搅拌、实现发酵过程节能20％～40％的成果；大宗原料药、氨基酸、维生素、有机酸均逐步采用大型发酵罐(比如单罐体积≥100m³)生产，按照一个企业10000m³的发酵罐总容积，即可实现年度节约3000万/年的用电成本；国内发酵行业体量很大，大量推广与实施，预判可实现为发酵行业节约10～15亿/年的节能成果。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型高传质循环式通风发酵罐，以解决上述现有技术存在的问题，实现完全去除机械搅拌，提高发酵过程节能效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种大型高传质循环式通风发酵罐，包括发酵罐体，所述发酵罐体内设置有冷却射管；所述发酵罐体内还固定设置有循环筒，所述循环筒的顶部和底部均开口；所述循环筒的底部还连接有通风管，所述通风管的第一端设置于所述循环筒内底部，所述通风管的第二端伸出所述发酵罐体；所述通风管的第一端开口向下，并连接有空气分布头，所述空气分布头的顶部与所述通风管的第一端连通，所述空气分布头的底部设置有出口，所述出口的下方连接有三相混合扰动器；所述空气分布头的侧壁通过气体分配管连接有三相混合推力器和三相混合拉力器，所述三相混合推力器设置于所述循环筒内部，所述三相混合拉力器设置于所述循环筒的外部。

优选的，所述三相混合扰动器、所述三相混合推力器和所述三相混合拉力器均包括圆柱状的筒体，所述筒体的一端设置有进料口，另一端设置出料口。

优选的，所述空气分布头的侧壁上水平设置有多个所述气体分配管，多个所述气体分配管沿圆周均布；每个所述气体分配管上方均通过气体连接管垂直连接有若干个所述三相混合推力器，所述三相混合推力器的底部为进料口，顶部为出料口，所述三相混合推力器的进料口用于与所述气体连接管连接；

多个所述气体分配管远离所述空气分布头的一端通过环形分配管连通，所述环形分配管上均布有多个L型支管，所述L型支管的顶部伸出所述循环筒，所述L型支管的顶部下方通过气体连接管垂直连接有所述三相混合拉力器，所述三相混合拉力器的顶部为进料口，底部为出料口，所述三相拉力器的进料口与所述气体连接管连接；

所述空气分布头的底部出口处通过气体连接管与所述三相混合扰动器的顶部连通，所述三相混合扰动器的顶部为进料口，底部为出料口。

优选的，所述三相混合扰动器、所述三相混合推力器以及所述三相混合拉力器的进料口和出料口均为锥形结构，所述进料口的小口端以及所述出料口的小口端均靠近所述筒体设置。