專利名稱：一種物料外循環的發酵設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發酵設備，特別涉及一種物料罐外循環的好氧發酵用 設備。
背景技術：
在發酵的相關行業中，有氧發酵是最為普遍的一種，有氧發酵是指發酵菌
在富含氧氣的環境中完成對物料的發酵過程，傳統的發酵工藝是經過液化、 過濾后的物料輸送至發酵罐，在不高于13(TC的溫度下滅菌處理，經接種后通空 氣利用發酵罐的多級攪拌將物料和空氣進行混勾發酵，這種發酵方法被廣泛的 應用在發酵行業，如釀造等4亍業。
現有的發酵工藝中，空氣是氧氣的主要來源，其通過噴射器射入發酵罐內， 帶動發酵液以完成整個的發酵過程，實際上采用的是外部空氣帶動內部物料的 工藝。 一般噴射器被安裝在罐內引射發酵物料，但是由于空氣的動能相對物料 來說很小，因而所產生的引射效果微弱，無法帶動整個罐內的物料，這樣部分 噴嘴不能形成射流，空氣與物料的混合效果差，物料的含氧量較低發酵效果不 明顯，為解決這一問題，現在的普遍做法是采用機械攪拌的方法，促使氣液的 進一步混合，但是要帶動整個罐內的物料仍須較強的機械能，從而導致能耗的 大大升高，對于整個企業而言，生產節能的效果不顯著。現有的發酵罐及發酵 工藝的改進中，曾經有企業加大了噴射器的噴射能力以期達到更好的混合效果， 但是這樣就造成了發酵菌種遭到破壞，整體的發酵效果不升反降，而且能耗也 沒有下降。 發明內容
針對現有發酵設備存在的諸多不足之處，本實用新型提供物料罐外循環的 好氧發酵用設備，包括發酵罐，發酵罐上設置有至少一只噴射器，噴射器與外 循環設備連接從而使得發酵液可以在罐外實現循環，這樣達到空氣與料液充分 混合的目的，提高了發酵的效率，降低了整個工藝所需的能耗提高了企業的生
產效率。
本實用新型所提供的物料外循環的發酵設備，包括發酵罐，發酵罐內或發 酵罐外有至少一只噴射器，也可在罐內罐外均設置噴射器，噴射器的進液口通 過輸液管路與罐外的循環泵出口連接，循環泵的進液口通過至少一條物料輸送 管路與發酵罐連接，噴射器的空氣管路進口通過除菌過濾裝置與大氣相通或與 風機出口連通，噴射器的出液口位于發酵罐內，也可設置在發酵罐外，為了更 好的提高發酵的效率并保證發酵過程的無菌性， 一般將其設置在發酵罐內；噴 射器數量在1-200只，噴射器由文丘里管的原理制得。
采用本實用新型的設備后，在使用時首先在發酵罐中放入物料、接種、通 風、開罐外循環泵，發酵開始，調節循環泵和噴射器的相關工藝參數以適應不 同發酵工藝對于氧氣用量的要求，此時物料經過外循環泵加壓后送入噴射器，在噴射器的噴嘴內空氣與加壓后的料液相接觸，空氣被破碎為細小的氣泡并均 勻的混入料液中，從而完成氣液的混合，之后的料液通過噴射器的出液口送回 到發酵罐中，物料在罐內完成發酵的全過程。按照發酵時間段的不同，循環泵 通過罐體內分布的環管從罐體中不同的方位對物料進行循環，所采用的循環泵 為軸流泵或混流泵或離心泵，或者可以以其他形式對物料的外循環提供動能的 裝置。
由于各種發酵工藝對于發酵條件的要求不同，因此本實用新型的噴射器可
以設置在發酵罐內也可以設置在發酵罐外；為了使噴射的效果能夠達到均衡氣 液的目的， 一般將罐內外安裝的噴射器數量控制在1-200個，具體視噴射器的 功率和工藝的要求來確定，但如果噴射器數量過多會大大增加整個工藝的能耗， 因此將其限制在200個以內。
為了達到更好的氣液混合效果，在發酵罐內還安裝有至少一套的攪拌設備， 這樣經噴射器送入罐內的料液在攪拌器的作用下再次與罐內的原有料液混合均 勻，這樣就是整個罐內達到了氣液最大程度的混勻，為發酵提供了最佳的工藝條件。
本實用新型所用的噴射器為射流式噴射器，該噴射器由噴嘴、喉管或噴嘴、 喉管、混合段、擴散段組成，噴射器設計成以液體引射氣體的形式，具體可采 用市場上購得的以液體引射氣體噴射器，噴射器水平或垂直放置，呈環狀交錯 或環狀均布排列，采用這種放置和排列形式，可以增加噴射所影響的罐內物料 體積，從而達到更好的氣液混勻效果，幫助物料更好的發酵。
依靠循環泵對液體產生的動能經噴嘴引射氣體，液體與氣體在噴嘴內迅速 混合均勻完成一次物料與空氣的充分接觸過程。發酵菌種相對脆弱，發酵罐內 的發酵環境是不容污染的，而現在的發酵噴射技術釆用強大的內部循環，這樣 就勢必造成對菌種的破壞，因此在本實用新型的工藝中采用了循環泵的強制外 部循環，循環泵的密封性能較好不會對罐內的環境造成破壞，而料液的外部循 環也增加了對于發酵菌菌種的保護，同時該技術是對滅菌處理后的物料進行強 制循環，這樣在外循環的過程中不會發生其他菌種的滋生也起到了對于發酵菌 種的保護作用。
采用本實用新型所提供的物料罐外循環的發酵工藝及其設備，改變了傳統 的噴射器以氣帶料的噴射方式，而采用發酵罐外的強制循環給物料增加動能， 然后以料帶氣。依靠物料的強大動能將空氣引射進入發酵罐并在噴嘴內將空氣 碰撞、撕裂成細碎的氣泡，以達到物料與空氣充分接觸的目的。這樣就增加了 氣液間的接觸面積，可以更加有效的混勻物料與空氣，有利于發酵菌的生長； 同時由于噴射入的物料中含有極高的動能，在噴射器周圍可以形成渦旋，從而 達到攪拌整個罐內物料的目的，減少了大型機械攪拌設備的工作壓力，降低了 生產所需的能耗，整體的功率消耗較傳統發酵罐下降10-50%;保證了發酵過程 的密封性和獨立性，適合各種好氧發酵工藝需要，就整體發酵工藝而言，發酵溶解氧是現有技術的2-5倍，發酵周期同比降低3-10h，降低了企業的生產成本, 創造了效益。該技術可以應用于所有與好氧發酵相關的發酵生產行業，可輔助 以機械攪拌以消除罐內死角，使發酵物料與空氣充分接觸，達到節約攪拌動能, 提高溶解氧，并縮短發酵周期、提高發酵指數的目的。
圖1為本實用新型所述發酵設備的結構示意圖中l循環泵，2噴射器，3攪拌裝置，4和5輸料管道，6循環泵送料管 道，7噴射器空氣輸送管道，8發酵罐。
具體實施方式
一種采用物料罐外循環的好氧發酵設備，包括發酵罐8，發酵罐8內有20 只噴射器，噴射器2的進液口通過循環泵送料管道6與罐外的循環泵1出口連 接，循環泵1的進液口通過物料輸送管路4和5與發酵罐8連接，噴射器的空 氣管路進口 7通過除菌過濾裝置與大氣相通或與風機出口連通，噴射器的出液 口位于發酵罐內。
發酵罐8內安裝有一級攪拌設備3，攪拌形式為箭葉式，攪拌葉的角度在為 35° 。如果不采用攪拌，發酵的效果會有所下降，采用攪拌葉的角度在為35° 時，攪拌的效果最佳同時其能耗最低。
噴射器水平安裝在發酵罐內，并在發酵罐內呈環狀交錯排列，該噴射器由 噴嘴、喉管或噴嘴、喉管、混合段、擴散段組成，其結構與現有的噴射器一致。
為了達到更好的使用效果，發酵罐8內可安裝有3級攪拌設備3,攪拌形式 均為箭葉式，攪拌葉的角度分別為12。 ， 35° , 40° 。采用上述的攪拌葉角度， 這樣的角度差可以有效的控制攪拌的速度和方向，可以提高最終的發酵效果降 低能耗。
權利要求1.一種物料外循環的發酵設備，包括發酵罐，發酵罐上設置有至少一只噴射器，其特征在于噴射器的進液口通過輸液管路與罐外的循環泵出口連接，循環泵的進液口通過至少一條物料輸送管路與發酵罐連接，噴射器的出液口在發酵罐內。
2. 根據權利要求1所述的發酵設備，其特征在于噴射器的空氣管路進口 通過除菌過濾裝置與大氣相通或與風機出口連通。
3. 根據權利要求1或2所述的發酵設備，其特征在于所述的循環泵為軸 流泵或混流泵或離心泵。
4. 根據權利要求1或2所述的發酵設備，其特征在于射流器數量在1-200八o
5. 根據權利要求1所述的發酵設備，其特征在于發酵罐內還安裝有至少 一套的攪拌設備。
專利摘要本實用新型涉及一種好氧發酵設備，具體提供了一種物料外循環的發酵設備，包括發酵罐，發酵罐上有至少一只噴射器，噴射器與外循環設備連接從而實現了將物料在罐外循環的方式以達到空氣與料液充分混合的目的，提高了發酵的效率，降低了整個工藝所需的能耗提高了企業的生產效率。
文檔編號C12M1/04GK201433207SQ2009200202
公開日2010年3月31日 申請日期2009年4月8日 優先權日2009年4月8日
發明者劉劍雄, 寇光智, 尹相山 申請人:日照金禾博源生化有限公司