專利名稱：氣混節(jié)能生物反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物發(fā)酵領域，特別是一種取代傳統(tǒng)用電機作動力的機械攪拌發(fā)酵罐，以空氣作為動力推混空氣和料液達到機械攪拌同樣效果的“氣混節(jié)能生物反應器”的研制。
背景技術：
本發(fā)明是在本發(fā)明人已獲發(fā)明專利的“生物發(fā)酵用多功能復合型阻沫回收裝置” 以及已申請發(fā)明專利的“高效生物消沫器”和“智能清潔型生物發(fā)酵增產裝備”技術集成的基礎上發(fā)明創(chuàng)新而成。發(fā)明專禾Ij《生物發(fā)酵用多功能復合型阻沫回收裝置》(專利號 ZL200810125603. 9)和《高效生物消沫器》(公布號CN101921703A)、《智能清潔型生物發(fā)酵增產裝備》(公布號CN101948747A)技術和產品的研發(fā)成功，為生物發(fā)酵中泡沫太大難以控制的品種生產提供了一個極好的“消沫、增產、清潔、節(jié)能”四合一技術裝備。但是，對于生產過程中泡沫相對較少，直觀威脅感不大的生產企業(yè)，盡管能耗仍然很高，多年來日復一日，已經習以為常，難以痛下投資決心，致使發(fā)酵高能耗的困局一直停留在猶豫中延續(xù)。生物發(fā)酵行業(yè)節(jié)能減排總體仍未見有大的突破。生物發(fā)酵為高能耗產業(yè)，生產中除了制造無菌壓縮空氣需要高耗能外，用于帶動機械攪拌混合料、氣的電機。攪拌耗能占發(fā)酵總能耗的30%以上。以120m3發(fā)酵罐為例，驅動攪拌配套電機為150KW，按每批運行200小時計算，一臺罐一個發(fā)酵周期耗電總量達到3 萬多度。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于解決用戶的實際利益，用技術集成和技術創(chuàng)新提供一項投資更省、效益更好、節(jié)能幅度更大的高效節(jié)能裝置；即利用發(fā)酵必備的壓縮無菌空氣作為動力混溶氣流，替代和取消傳統(tǒng)用電機作為動力的機械攪拌，優(yōu)化氣流的澎擴效應，擴大氣液接觸面，增加溶解氧的生成和利用，達到和機械攪拌一樣的效果。節(jié)約攪拌用電100%。本發(fā)明是通過下述技術方法實現(xiàn)的1、一種能夠按需均分總進氣、有效消除反應器內料液貧氧和富氧盲區(qū)的“氣液分配站”，其特征是反向調整傳統(tǒng)發(fā)酵罐進氣口，升高進氣終管底盤，改單口進氣為中心引入， 八方分流，多點送氣。功能范圍從傳統(tǒng)罐進氣流依靠罐底反射擴大到了直接均流。整體結構呈互通式燭臺狀，為集約進氣和均勻送氣樞紐。2、一種能夠正向提高送氣速率、強化氣體澎漲、反向負壓吸入、促使氣液流按環(huán)向循環(huán)的“Y. L管”。“Y. L管”為本專利發(fā)明人的既有發(fā)明專利“L. L 管”(ZL2010102^220. 8-0041)根據不同作用對象創(chuàng)新發(fā)明的系列型。其特征是形似敞頂塔，包括活動卡盤主盤、封閉式進氣道、半敞球型吸入窗、氣液混和腔室、流體加速管和混流澎射口。以活動卡盤整體對接立于燭臺式氣流分配站的氣流出口卡盤基座上。運行時利用進氣動力，下吸上噴，為氣混的核心部件。3、一種能夠把反應器容積分為內倉和外廓、上下通透的圓柱形薄壁結構“混流倉”。其特征是形同柱形容器內膽，底部以數(shù)個通透式支撐座抬升緊固，頂部由單框組成迴流窗與“導流罩”相接。中心為全空腔，按不同功能分為“噴流室”、“混流室”和“分流室”。 液氣流在Y. L管作用下沿倉壁從內向外廓往返循環(huán)。4、一種能夠分流和引流的“導流罩”。其特征是形同一頂無底的巨碟，像頂蓬一樣蓋于“混流倉”頂部，四沿與迴流窗以單框和支撐架緊固，中空部分即為“升流井”，為利用溶氧后的尾氣排放通道，同時起到對氣混流的拉升和調代謝的正常循環(huán)。


圖1為本發(fā)明“氣混節(jié)能生物反應器”裝置的總體結構示意圖(圖右下附圖為傳統(tǒng)機械式攪拌發(fā)酵罐結構對比示意圖)。圖2為本發(fā)明裝置中“Y. L管”立面簡圖。圖3為本發(fā)明裝置中“氣流分配站”平面簡圖。圖4為本發(fā)明裝置中“氣流分配站”結構示意圖。圖5為本發(fā)明裝置中“混流倉”和“導流罩”結構示意圖。具體實施方法一、本發(fā)明“氣混節(jié)能生物反應器”除了相關發(fā)明專利中的技術集成外，創(chuàng)新發(fā)明如下部件①“氣流分配站”“氣流分配站”(6)由一根進氣總管(6-1)和1根送氣環(huán)管(6-2)組成，其位居中心的總進氣管終端和環(huán)管間以若干送氣支管(6-3)由中心呈輻射狀內通相連(圖幻。各管上平面均布送氣立管，管口置活動卡盤基座(6-4)。總管終端底部另置滅菌用排污管(6-5) (圖4)。排污管穿過反應器底在器外另置閥門控制(圖1)。② “Y. L 管”“Y.L管” (7)由一組變徑管和一個半敞式球形殼體組成，下置底座卡盤(7-1)。整體呈喇叭狀敞頂塔式結構，自下而上按功能區(qū)分為“進氣道”(7-2)、吸料窗(7-3)、混成室 (7-4)、加速管(7-5)和“澎射口” (7-6)(圖 2)。③“混流倉”“混流倉”⑶為圓柱形薄壁結構體。其頂部用支撐柱與“導流罩”(9)外沿相接， 組合成“迴流窗”(8-6)，下部整體置于支撐架(13)上，與器底作用構成吸流池(8-6)。倉內為空腔通透式，按區(qū)位功能自下而上依次分為噴流室(8-1)、混流室(8- 和分流室(8-3) (圖 5)。④“導流罩”“導流罩”(9)為錐形薄壁無底碟狀結構(8-4)，中空部分形成升流井(8-5)(圖5)。發(fā)明效果本發(fā)明與傳統(tǒng)以電機帶動的機械攪拌式發(fā)酵罐相比，具有以下優(yōu)勢①增加裝料量10-20%，對生物反應器的有效容積利用率達到85%以上。②無菌空氣回收利用率可以達到40%，降低空氣動力能耗30-40%。化學消泡劑用量減少50 80 %，蒸發(fā)量降低40 60 %。
③消除機械噪音，保護環(huán)境，有利于安全生產。
④節(jié)約電機和機械攪拌的購置、安裝和維修成本。
⑤節(jié)能顯著，節(jié)約攪拌用電機負荷100%。
權利要求
1.一種“氣混節(jié)能生物反應器”，其特征在于包括①一安裝在生物反應器(1)底部與空氣進氣管末端相連接為器內均衡送氣的“氣流分配站” (6)。②一安裝在“氣流分配站”(6)各路送氣口的“Y.L管”(7)。③一安裝在“生物反應器”(1)容器內的“混流倉”(8)。④一安裝在“混流倉”(8)頂部的“導流罩”(9)。⑤一安裝在排氣管中部和進氣管中部的“消沫回收器”(11)、“L.L管”0)、減阻槽(5)
2.按照權利要求①所述的“氣流分配站”(6)，其特征是包括進氣總管(6-1)、進氣環(huán)管(6-2)、進氣支管(6-3)、Y. L管對接卡盤基座(6-4)和滅菌排污管(6_5)。該系列管道組合均為互通，以總進氣管(6-1)送氣口為中心，四周呈輻射狀與進氣環(huán)管相接，形似燭臺， 整體安裝在生物反應器底中心部，為反應器進氣和送氣通道。
3.按照權利要求②所述的“Y.L管”(7)，為本專利權人既有發(fā)明專利“L. L管”根據不同作用對象研制的系列型號。其特征是該部件為半敞開式組合結構，由對接卡盤(7-1)、柱錐組合形進氣道(7-2)、球形半敞式吸入口(7-3)、氣液混合腔體(7-4)、流體加速管(7-5) 和澎射口(7-6)組成。整體對接于“氣流分配站”(6)的卡盤基座上。
4.按照權利要求③所述的“混流倉”(8)，其特征是包括“噴流室” (8-1)、混流室(8-2)、 分流室(8-3)、迴流窗(8-5)和“吸流池”(8-6)。整體為薄壁空腔圓柱形結構、上下敞空。
5.按照權利要求④所述的“導流罩”(9)，其特征是整體呈無底巨碟狀，置于“混流倉”(8)頂部。其中空部分即為“升流井”(8-4)，以支撐架和“迴流窗”(8-5)框緊固于混流倉⑶頂，形同倉蓋。
6.按照權利要求⑤所述的“消沫回收器”(11)、“L.L管”(4)和“減阻槽”(5)發(fā)明專利均已授權和受理申請。用在本“氣混節(jié)能生物反應器”為技術集成。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種“氣混節(jié)能生物反應器”，其特征在于包括對發(fā)明人“阻沫回收”系列發(fā)明技術的集成應用和在“L.L管”設計基礎上創(chuàng)新發(fā)明的“Y.L管”以及“氣流分配站”和“混流倉”與“導流罩”組合；使反應器內空氣流與發(fā)酵液充分擴大接觸面，有效增加發(fā)酵菌溶氧吸收量，從而完全取代傳統(tǒng)發(fā)酵罐依賴電機帶動機械攪拌的氣流混融方法和設備，比機械攪拌發(fā)酵罐氣液混和的耗能降低了100％，實現(xiàn)清潔、節(jié)能。
文檔編號C12M1/02GK102242056SQ20111014506
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權日2011年6月1日
發(fā)明者李明忠 申請人:李明忠