用于发酵罐促进气液分散的复合搅拌器的制作方法

1.本实用新型涉及物料混合领域，具体涉及用于保健食品加工的用于发酵罐促进气液分散的复合搅拌器。


背景技术：

2.搅拌式反应器在食品领域被广泛应用。尤其是在生物发酵过程中，常常需要借助通气和搅拌来达到混合和传质的目的，以满足微生物生长对营养底物和氧气的需求。搅拌桨是搅拌式反应器中的关键装置，是决定功率消耗和混合传质性能的最主要部分。若反应器体积和高径比较大，往往需要根据需要装配多层桨。而反应器体积和高径比较小时，单层桨即可满足其需求。气液分散是需氧发酵等氧化反应或氢化反应过程中必不可少的操作，在大部分场合也需要通过搅拌来实现。而搅拌器主要分为径向流搅拌器和轴向流搅拌器。如果发酵罐体积大，物料黏度高，菌种属完全好氧菌，气相和液相的传质阻力大，混合不均匀。如果仅仅采用轴向流搅拌器则达不到要求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种用于发酵罐促进气液分散的复合搅拌器，通过轴向流搅拌与轴向流搅拌相结合，加强速度梯度或剪切率，形成高湍流以减少气相和液相之间的传质阻力，提高气含量和氧传质系数，并保持整个混合物的均匀。
4.本实用新型的用于发酵罐促进气液分散的复合搅拌器，包括搅拌筒，设置于搅拌筒内并与驱动机构连接的转轴和依次沿转轴设置的上轴流桨和下径流桨，所述上轴流桨为沿转轴周向均布的至少一个以上的轴流搅拌叶以及沿轴流搅拌叶周向设置的环形薄片，所述轴流搅拌叶由一个以上的短叶片和沿转轴相对设置的长叶片构成，所述环形薄片与长叶片的端部固定连接，长叶片与短叶片的直径比7：5，所述轴流搅拌叶垂直设置于转轴上，所述下径流桨为圆盘叶柄和沿圆盘叶柄的圆周方向均布的径流搅拌叶组成的抛物线圆盘涡轮结构，所述上轴流桨和下径流桨之间的距离不小于最小搅拌叶的直径，径流搅拌叶直径为发酵罐直径的0.3
‑
0.4倍，轴流搅拌叶直径为发酵罐直径的0.4
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0.65倍；
5.进一步，所述搅拌筒内壁均匀分布有纵向肋条，所述搅拌筒侧壁内设置有减振隔层，靠近搅拌筒底部的转轴上径向相对设置有毛刷；
6.进一步，所述纵向肋条向搅拌筒内壁平滑过渡；
7.进一步，所述减振隔层为具有蜂窝结构的橡胶层；
8.进一步，所述环形薄片周向呈圆形；
9.进一步，所述轴流搅拌叶为平直板状结构；
10.进一步，所述环形薄片的宽度与轴流搅拌叶的宽度比为3：2；
11.进一步，所述环形薄片的厚度与轴流搅拌叶厚度相同，所述环形薄片的宽度略大于轴流搅拌叶的宽度设置。
12.本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种用于发酵罐促进气液分散的复合搅拌器，通过轴向流搅拌与轴向流搅拌相结合，加强速度梯度或剪切率，形成高湍流以减少气相和液相之间的传质阻力，提高气含量和氧传质系数，并保持整个混合物的均匀。
附图说明
13.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
14.图1为本实用新型的立面结构示意图。
具体实施方式
15.图1为本实用新型的立面结构示意图。如图所示：本实用新型的用于发酵罐促进气液分散的复合搅拌器，包括搅拌筒1，设置于搅拌筒1内并与驱动机构连接的转轴2和依次沿转轴2设置的上轴流桨3和下径流桨8，所述上轴流桨3为沿转轴周向均布的至少一个以上的轴流搅拌叶3以及沿轴流搅拌叶3周向设置的环形薄片4，所述轴流搅拌叶3由一个以上的短叶片31和沿转轴2相对设置的长叶片32构成，所述环形薄片4与长叶片32的端部固定连接，长叶片32与短叶片31的直径比7：5，所述轴流搅拌叶垂直设置于转轴上，所述下径流桨8为圆盘叶柄82和沿圆盘叶柄82的圆周方向均布的径流搅拌叶81组成的抛物线圆盘涡轮结构，所述上轴流桨3和下径流桨8之间的距离不小于最小搅拌叶的直径，径流搅拌叶81直径为发酵罐直径的0.3
‑
0.4倍，轴流搅拌叶3直径为发酵罐直径的0.4
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0.65倍；采用环形薄片4部分连接搅拌叶的方式，且与环形薄片4连接的长叶片的直径(长度)比未连接环形薄片4的短叶片的直径大，长叶片32与短叶片31设置于同一圆周方向，通过轴流搅拌叶3能够产生轴向射流，能够同时增大搅拌叶上方和下方的搅拌范围，避免环形薄片4同时连接所有的搅拌叶导致的搅拌叶下方搅拌范围增大而上方搅拌范围减小的现象产生，同时避免搅拌筒1下方的流体干扰上方的流体循环，提高搅拌筒1内的整体循环效果。通过轴向流搅拌与径向流搅拌相结合，加强速度梯度或剪切率，形成高湍流以减少气相和液相之间的传质阻力，提高气含量和氧传质系数，并保持整个混合物的均匀。空气分配器位于最底部的下径流桨8之下。下径流桨8的径流搅拌叶81由径向伸展且类似扇环形状的凹面组成，叶片上下两部分在水平面上的投影是两个弧度不同的扇环，上部投影所得扇环弧度大于下部，叶片类似扇环的形状与旋转方向相同，使叶片每一部分均正对来流，增加了叶片的利用效率，能使搅拌桨具有更低的能耗和更好的气体分散能力。
16.本实施例中，所述搅拌筒1侧壁内设置有减振隔层6，靠近搅拌筒1底部的转轴2上径向相对设置有毛刷；在搅拌筒1底部设置毛刷，毛刷由转轴2带动转动，毛刷可改善底部物料的沉积现象，并与下径流桨8共同作用促使底部沉积的物料向上循环。
17.本实施例中，所述纵向肋条5向搅拌筒1内壁平滑过渡；避免物料在纵向肋条5与搅拌筒1侧壁的夹角之间堆积，造成物料下落沉积于底部，平滑过渡面能够促使气液分散。
18.本实施例中，所述减振隔层6为具有蜂窝结构的橡胶层；由于紊流现象增强，料液对搅拌筒的冲击力强，因此需要设置减震隔层以保护设备。
19.本实施例中，所述环形薄片4沿轴流搅拌叶32自由端周向连接呈环形；优选为环形薄片4设置于轴流搅拌叶32的端部，环形薄片4与轴流搅拌叶32端部的连接为相互垂直的关系，也就是说，环形薄片4垂直连接于轴流搅拌叶32端部，环形薄片4为薄型片材结构。能够
产生很强的轴向射流，增强搅拌装置工作时的轴向速度，以此来增大搅拌的范围，从而提高搅拌效率。
20.本实施例中，所述环形薄片4周向呈圆形；优选为圆形结构，且环形薄片4为平滑的薄片结构，产生轴向射流的效果更好，能都带动搅拌筒1底部的物料向向运动，然后回落至搅拌叶3，以此循环，增强物料混合效果。
21.本实施例中，所述轴流搅拌叶为平直板状结构；轴流搅拌叶为平叶结构，且轴流搅拌叶固定于转轴的轴套上。
22.本实施例中，所述环形薄片4的厚度与轴流搅拌叶3厚度相同，所述环形薄片4的宽度略大于轴流搅拌叶3的宽度设置；轴流搅拌叶3的宽度是指轴流搅拌叶3相对于长度方向的宽度，在搅拌过程中，轴流搅拌叶3的下方容易形成高流速的轴向射流，流体在搅拌叶3的端部受到挤压作用与环形薄片4发生碰撞后，撞击搅拌容器的内壁及底部，随后沿着壁面向上流动，从而形成一个流体循环。优选为所述环形薄片4的宽度与轴向搅拌叶3的宽度比为3：2。
23.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。