[发明专利]一种平、折页型搅拌桨、用于高粘度物料发酵的搅拌桨系统及方法

说明书

本发明涉及一种平、折页型搅拌桨、用于高粘度物料发酵的搅拌桨系统及方法，平、折页型搅拌桨包括轮毂、圆盘和桨叶；桨叶包括平叶和折叶，二者沿圆盘径向固定于圆盘上且间隔均布；折叶整体呈V型，包括两个形状为矩形薄板的叶片，且开口方向与桨叶的旋转方向一致；折叶在两个叶片的连接处与圆盘固定连接；平叶为矩形薄板，在长度方向的中心线处与圆盘固定连接；平叶伸出所述圆盘外侧形成有第一延伸部，折叶伸出所述圆盘外侧形成有第二延伸部，且沿圆盘的径向，第二延伸部的长度大于第一延伸部的长度。本发明能够使搅拌桨能够同时具有轴向翻动能力和径向粉碎起泡能力，进一步促进了物料混合和气体分散，满足在高黏体系下的好氧菌的溶氧需求。

技术领域

本发明涉及生物工程机械领域，特别涉及一种平、折页型搅拌桨、用于高粘度物料发酵的搅拌桨系统及方法。

背景技术

如何改善发酵液传质、传氧效果，是目前工业的重要研究课题。对于大规模发酵来说，搅拌桨的选择会很大程度上影响发酵效果，尤其对高好氧、高黏度的发酵体系，这就对搅拌桨提出了更高的要求。为实现高产量、高品质的发酵目标，除了对培养基成分、发酵工艺进行优化外，设计一款高传质、高传氧的搅拌桨同样至关重要。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种平、折页型搅拌桨、用于高粘度物料发酵的搅拌桨系统及方法，旨在解决现有技术中存在的问题，能够满足在高黏发酵体系下好氧菌的溶氧需求，提高发酵产量和产物品质。

一种平、折页型搅拌桨，包括轮毂、圆盘和桨叶，所述圆盘固定于所述轮毂的外周，所述桨叶包括平叶和折叶，所述平叶和所述折叶沿圆盘的径向固定于所述圆盘上且间隔均布；所述折叶整体呈V型，包括两个叶片，两个叶片均为矩形薄板，且开口方向与桨叶的旋转方向一致；所述折叶在两个叶片的连接处与圆盘固定连接；所述平叶为矩形薄板，所述平叶在长度方向的中心线处与圆盘固定连接；所述平叶伸出所述圆盘外侧形成有第一延伸部，所述折叶伸出所述圆盘外侧形成有第二延伸部，且沿圆盘的径向，所述第二延伸部的长度大于第一延伸部的长度。

这种结构将平叶和折叶相结合，两种不同桨叶间可形成小的密闭区域，能够使气体循环于该空间内，使气体其更在两桨叶之间的保留时间更久，从而通过桨叶的旋转将更多的气泡分散于培养液中，提高培养液的溶氧能力，更好满足高黏发酵体系中的溶氧需求。

在此基础上，所述折叶V型开口的夹角为60°，这种折叶的结构形式能够增加桨叶的剪切性，发酵液在有效剪切作用下，传质面积增大，更多的气体进入发酵液内部，从而改善发酵液的传质、传氧效果，同时，V形开口能给予流体一定的流动通道，防止气穴产生。

进一步的，所述折叶的每个叶片在远离两个叶片的连接处的一侧设置有内凹的缺口槽。具体的，所述缺口槽的V字型顶点位于矩形叶片的两个对角线的交点处，所述缺口槽为V字型，V型开口的夹角为90°-120°，优选的，所述缺口槽的V型开口的夹角为115°，这种结构能够进一步防止气穴的产生。

在此基础上，所述平叶的高度小于或等于所述折叶的高度，且大于或等于同一折叶上的两个缺口槽的V字型顶点之间的高度。这种结构使气体在两种桨叶间循环，减少气体的溢出，进一步保证气体能暂存于密闭空间中，从而强化气体分散。

在此基础上，所述平叶与所述折叶沿所述圆盘径向的长度比为1：1。

在此基础上，所述第一延伸部与所述第二延伸部沿所述圆盘径向的长度比为1:2.5。

也就是说，所述平叶与所述折叶沿所述圆盘径向具有相同的长度，而所述折叶相对于所述平叶而言，安装于所述圆盘的外侧，这种结构使气体能够在桨叶旋转过程中沿两种桨叶交错处排出，保证了两桨叶中的气体排出的充分性，避免气体滞留于桨叶之间。

一种用于高黏度物料发酵的搅拌桨系统，在搅拌轴上设置有至少2个本发明所述的搅拌桨，两个搅拌桨安装于同一个搅拌轴上。