本发明涉及发酵生产设备，尤其是与好氧发酵设备相关。 发酵罐是好氧发酵生产中的重要设备，目前所采用的通用式发酵罐，一般在罐内设置多级搅拌器的机械搅拌装置。在发酵过程中，压缩空气由罐底通入，使多数好氧菌种在深层培养液中进行正常代谢合成，充分溶氧这是产生菌生命活力和合成产物所必需的条件。在生产实践中，为了满足好气性微生物溶解氧量使之获得所需要的代谢产物以提高单位产量，通常采用提高压缩空气用量和增加电机的搅拌功率的方法，希望通入培养液中的空气气泡直径减小，单位培养液中气泡数量增多，使气液间的接触表面积增大，溶氧系数提高。但若提高空气用量，却使气泡直径亦随之增大，泡沫率增加，其提高单位产量不明显;而增大电机搅拌功率，造成能耗增大，产品成本提高，並使操作环境恶化。
本发明的目的在于提供一种充分利用通入发酵罐内压缩空气的能量，进行气-液射流混合搅拌，以提高溶氧系数，提高单位产量，降低能耗和产品成本，改善操作环境的射流式好氧发酵罐。
根据本发明的射流式好氧发酵罐是一个长筒形密闭容器，罐顶具有排气口，菌种营养液进口，罐体壁上设置冷却盘管，进气管、料液进出口管，罐体下底部设置一级射流混合搅拌装置，在该装置上方罐体中下部至少设置一级射流混合搅拌装置，每级射流混合搅拌装置由环管和射流器组构成，环管固接于筒体並与进气管连通，在环管上至少配置两圈射流器组，每圈射流器组至少有三支射流器，且每圈射流器组的射流器出口均在同一横截面的园周切线上，射流器固接于环管，射流器的喷咀与扩散管分离，用连接板相连，罐体下底部的射流混合搅拌装置的射流器与水平面的夹角为5°～90°，在该装置的环管下方设置至少二支同心园射流器，该射流器与水平面的夹角为-30°～15°。罐体中下部的射流混合搅拌装置的射流器与水平面的夹角为-30°～60°。
本发明的射流式好氧发酵罐，用射流混合搅拌装置代替多级搅拌器地机械搅拌装置，不但节约了能源、简化了设备，而且消除了噪音改善了操作环境，同时还可以提高单位产量，又可延长发酵罐的使用寿命。
图1是射流式好氧发酵罐结构示意图
图2是图1的A～A剖视图
图3是图1的B～B剖视图
图4是射流器结构示意图
参照图1，射流式好氧发酵罐是一个长筒形密闭容器，罐体10顶部具有排气口11，菌种营养液进口12，人孔13等接口，罐体10内壁装有六组冷却盘管9（或冷却夹套），料液进出口管3和进气管18从罐体10底部伸出罐外。在罐体10的中部设置第一级射流混合搅拌装置14，在罐体10的下部设置第二级射流混合搅拌装置16，该第一，第二两级射流混合搅拌装置14，16其结构相同，均由各自环管6、36和两圈射流器组7、8，37、38构成。在罐体10的下底部设置第三级射流混合搅拌装置19，该搅拌装置19由环管2和二圈射流器组4，5构成，並在该装置19环管2下方设置射流器1。第一级射流混合搅拌装置14的环管6和第二级射流混合搅拌装置16的环管6之间用连接管15连通，第二级射流混合搅拌装置16的环管6与第三级射流混合搅拌装置19的环管2之间用连接管17相连通，环管2与压缩空气进气管18连通。
第二级射流混合搅拌装置16，其环管36、二圈射流器组37、38和射流器35、39的结构设计，连接方式与要求相同。可参照图2说明。
参照图2，环管6设置在罐体10内部（也可设置在罐体10的外部），环管6与三根支撑角钢20用U型螺拴22连接固定，支撑角钢20与罐体10焊接固定，环管6上有二圈射流器组7，8，外圈射流器组7有六支射流器21，内圈射流器组8有三支射流器25，射流器21、25与环管6通过与环管6焊接的支管23连接固定，支管23
附有法兰24。两圈射流器组7、8的间距以及外圈射流器组7与罐体10内壁的间距相等，每圈射流器组7、8的射流器21、25沿园周均匀分布，其出口均在同一横截面的园周切线上，射流器21，25与水平面的夹角为-10°～30°。
参照图3，环管2设置在罐体10内部（也可设置在罐体10的外部），环管2与三根支撑角钢27用U型螺拴26连接固定，支撑角钢27与罐体10底部焊接固定，环管2上有二圈射流器组4，5，外圈射流器组4有八支射流器28，内圈射流器组5有四支射流器31，射流器28，31与环管2上的焊接支管29用法兰30连接固定。两圈射流器组4、5的间距以及外圈射流器组4与罐体10内壁的间距最好相等，每圈射流器组4、5的射流器28、31沿园周均匀分布，其出口均在同一横截面的园周切线上。射流器28，31与水平面的夹角最好为20°～70°，在环管2下方设置二支同心园射流器1，射流器1与环管2上的焊接支管29用法兰30连接固定，射流器1与水平面的夹角为-5°～5°。
参照图4，射流器由喷咀32，连接板33和扩散管34构成，且喷咀32与扩散管34两者分离，连接板33由法兰盘和筋板组焊而成，连接板33筋板与扩散管34焊接，喷咀32插入连接板33法兰盘中，连接板33法兰盘与支管23、29附有的法兰24、30（参见图2、图3）用螺拴连接。而扩散管34又有收缩管、喉管和扩散管，射流器扩散管34喉部与喷咀32喉部的横截面积比为6～25∶1，喷咀32的收缩角为10°～30°，扩散管34的扩张管扩张角为5°～15°，其收缩管收缩角为20°～90°。
当料液泵将料液经料液进出口管3送入射流式好氧发酵罐，並加水配制成稀料，经消毒灭菌，移入菌种后，便开启空气进口伐，由进气管18将0.7～3kgf/cm2压力的无菌压缩空气送入第三级射流混合搅拌装置19的环管2，经连接管17进入第二级射流混合搅拌装置16的环管36，再经连接管15进入第一级射流搅拌装置14的环管6，尔后再经环管2、36、6上的焊接支管分别进入各射流器组4、5、37、38，7、8的射流器28、31、35、39、21、25和环管2下方的射流器1。当压缩空气进入射流器的喷咀32並从喷咀32高速喷出时（一般喷出速度为90～250米/秒），此时压缩空气的静压能转变为速度能，使扩散管34入口处的压力降低至P1，将重度为r1的培养液吸入並与空气一同进入射流器的扩散管34，在扩散管34的喉部，气、液二相由初步的混合，经气体的动力沫化和压力沫化达到激烈的混合震荡，使一定量的培养液和空气被振动粉碎成大量的微小粒群，造成气、液间较大的却不断更新的接触表面。当气、液混合物进入扩散管34的扩张管后，随着扩张断面的不断增大，气泡直径亦随之增大，流速降低，使静压能得以恢复，当扩散管34出口处的静压力P2大于入口处的压力P1，此时出口处气、液混合物的重度r2将小于入口处的重度r1时，借助于射流器扩散管34出、入口处的压力差和重度差，使气、液二相混合物产生全环流运动，同时由于每圈射流器组4、5、37、38、7、8的射流器28、31、35、39、21、25的扩散管34出口均在同一横截面的园周切线方向上，使气、液二相产生螺旋运动，以增长气泡在培养液中的停留时间，这时部分气泡被环流利用，大部分气泡随着时间的增长而上升，在上升过程中，由于气泡之间的互相碰撞、合并使气泡直径增大，当气泡上升到一定高度时，部分气泡被上一级的射流混合搅拌装置的射流器吸入而粉碎以进一步提高溶氧系数和增强气、液二相的混合程度。最后气泡从培养液面逸出，空气以0.15～1kgf/cm2压力从排气口11排出，培养液经一定时间的培养，当达到发酵工艺所要求的生产指标后，经料液进出口管3，用1.5～3kgf/cm2压缩空气压送至回收工段提制产品。