一种用于醋酸发酵的搅拌装置及工艺的制作方法

本发明涉及醋酸发酵设备，具体涉及一种用于醋酸发酵的搅拌装置及工艺。

背景技术：

1、在醋酸发酵过程中，搅拌是至关重要的环节。搅拌的主要目的是确保发酵罐内的醋酸菌与底物、氧气充分接触，从而维持微生物的活性并提高产酸效率。现有的醋酸发酵搅拌装置多采用单一的机械搅拌结构，例如单轴搅拌桨或锚式搅拌器。这类结构虽然能够提供基本的搅拌功能，但在实际应用中存在明显的局限性。

2、单一的机械搅拌结构通常只能产生一个维度的流体运动，导致罐内形成单一流型。这种流型在发酵罐的某些区域，尤其是远离搅拌桨的边角和底部，容易形成“搅拌死区”。在死区内，物料混合不均，氧气传质效率低下，醋酸菌活性受抑制，甚至可能因局部缺氧而死亡，严重影响发酵的整体效率和产物的一致性。此外，常规搅拌无法有效将通入罐内的氧气气泡打碎并均匀分散，导致气泡尺寸大、上升速度快，在液相中停留时间短，氧气利用率低，从而增加了供氧成本。

3、为此提出一种用于醋酸发酵的搅拌装置及工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种用于醋酸发酵的搅拌装置及工艺。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、一种用于醋酸发酵的搅拌装置，包括发酵罐，所述发酵罐的底部固定设置有供气组件，所述发酵罐上固定安装有电动机，且电动机的输出端连接有搅动组件，所述供气组件的顶面固定安装有杆体，且杆体位于搅动组件的内部，所述搅动组件的底端固定套设有气泡打散叶片。

4、进一步地，所述发酵罐包括罐体，所述罐体的底面固定安装有支撑架，罐体的表面设置有排料口，排料口上设置有阀门，所述罐体的顶面经螺栓固定连接有顶盖，顶盖的顶面设置有进料口，顶盖的顶面固定安装有电机安装架，电动机固定安装在电机安装架上。

5、进一步地，所述供气组件包括固定插接在发酵罐底部的进气壳体，所述进气壳体的表面固定插接有供气管，所述供气管上螺纹插接有多组单向喷气喷头，杆体固定在进气壳体的顶面。

6、进一步地，所述搅动组件包括固定连接在电动机末端的中空转轴，所述杆体位于中空转轴的内部，中空转轴的表面固定设置有多组承载套，且承载套内转动插接有搅动轴，所述搅动轴的表面设置有弧形搅动叶片，弧形搅动叶片的表面开设有通孔，所述承载套的端部固定套设有第一圆锥齿轮。

7、进一步地，所述杆体的表面开设有卡槽，且卡槽上卡接有卡簧，并且所述杆体的表面套设有第二圆锥齿轮，用于限位第二圆锥齿轮的安装位置。

8、进一步地，所述第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮相啮合，经中空转轴转动时第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮啮合驱动搅动轴和弧形搅动叶片转动。

9、进一步地，所述气泡打散叶片的叶片截面呈弧形结构，用于打碎供气组件喷出的气泡。

10、一种用于醋酸发酵的搅拌工艺，包括以下步骤：

11、步骤一：将发酵原料通过进料口投入发酵罐中，启动电动机；

12、步骤二：电动机驱动中空转轴转动，中空转轴带动承载套和弧形搅动叶片绕中空转轴的轴线公转，同时承载套端部的第一圆锥齿轮与固定套设在杆体表面的第二圆锥齿轮啮合，驱动搅动轴和弧形搅动叶片绕搅动轴的轴线自转，对罐体内部的发酵物料进行搅拌；

13、步骤三：通过外部供氧设备向供气组件的进气壳体送入含氧气体，气体经供气管从单向喷气喷头喷出，在发酵物料中形成气泡；

14、步骤四：中空转轴带动固定套设于其底端的气泡打散叶片转动，对单向喷气喷头喷出的气泡进行打散，使气泡细化并均匀分布于发酵物料中；

15、步骤五：发酵完成后，开启排料口的阀门排出发酵产物。

16、进一步地，所述步骤三中，含氧气体为压缩空气或氧气，供气压力为0.1～0.5mpa。

17、本发明的有益效果如下：

18、通过第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮的啮合，实现搅动轴公转与自转的复合运动，产生了多维度的流体剪切，消除了搅拌死区，提高了物料混合效率；通过在搅动组件底部设置气泡打散叶片，在搅拌的同时对供入的气泡进行打散，无需额外动力源，实现了气液的高效传质，提高了氧气利用率；供气组件集成于底部并与搅拌组件协同工作，简化了设备结构，提高了空间利用率；通过可调控的供气压力，可适应不同工艺条件下的供氧需求，增强了设备的通用性和适应性。

1.一种用于醋酸发酵的搅拌装置，其特征在于，包括发酵罐（1），所述发酵罐（1）的底部固定设置有供气组件（3），所述发酵罐（1）上固定安装有电动机（4），且电动机（4）的输出端连接有搅动组件（5），所述供气组件（3）的顶面固定安装有杆体（6），且杆体（6）位于搅动组件（5）的内部，所述搅动组件（5）的底端固定套设有气泡打散叶片（8）。

2.根据权利要求1所述的一种用于醋酸发酵的搅拌装置，其特征在于，所述发酵罐（1）包括罐体（101），所述罐体（101）的底面固定安装有支撑架（2），罐体（101）的表面设置有排料口（102），排料口（102）上设置有阀门（103），所述罐体（101）的顶面经螺栓固定连接有顶盖（104），顶盖（104）的顶面设置有进料口（105），顶盖（104）的顶面固定安装有电机安装架（106），电动机（4）固定安装在电机安装架（106）上。

3.根据权利要求1所述的一种用于醋酸发酵的搅拌装置，其特征在于，所述供气组件（3）包括固定插接在发酵罐（1）底部的进气壳体（301），所述进气壳体（301）的表面固定插接有供气管（302），所述供气管（302）上螺纹插接有多组单向喷气喷头（303），杆体（6）固定在进气壳体（301）的顶面。

4.根据权利要求1所述的一种用于醋酸发酵的搅拌装置，其特征在于，所述搅动组件（5）包括固定连接在电动机（4）末端的中空转轴（501），所述杆体（6）位于中空转轴（501）的内部，中空转轴（501）的表面固定设置有多组承载套（502），且承载套（502）内转动插接有搅动轴（503），所述搅动轴（503）的表面设置有弧形搅动叶片（504），弧形搅动叶片（504）的表面开设有通孔（505），所述承载套（502）的端部固定套设有第一圆锥齿轮（506）。

5.根据权利要求4所述的一种用于醋酸发酵的搅拌装置，其特征在于，所述杆体（6）的表面开设有卡槽（61），且卡槽（61）上卡接有卡簧（62），并且所述杆体（6）的表面套设有第二圆锥齿轮（7），用于限位第二圆锥齿轮（7）的安装位置。

6.根据权利要求5所述的一种用于醋酸发酵的搅拌装置，其特征在于，所述第一圆锥齿轮（506）与第二圆锥齿轮（7）相啮合，经中空转轴（501）转动时第一圆锥齿轮（506）与第二圆锥齿轮（7）啮合驱动搅动轴（503）和弧形搅动叶片（504）转动。

7.根据权利要求1所述的一种用于醋酸发酵的搅拌装置，其特征在于，所述气泡打散叶片（8）的叶片截面呈弧形结构，用于打碎供气组件（3）喷出的气泡。

8.一种用于醋酸发酵的搅拌工艺，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种用于醋酸发酵的搅拌工艺，其特征在于，所述步骤三中，含氧气体为压缩空气或氧气，供气压力为0.1～0.5mpa。