CN103436447A - 制备益生菌的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备益生菌的方法，制备方法所用的制备益生菌的设备系统包括发酵罐、过滤装置、冻干装置、粉碎器和搅拌器。冻干装置包括深冷冰箱和冻干机，冻干机的温度传感器固定在物料盘的侧壁上，并且位于侧壁的上下向的中间位置；温度传感器的探测端位于物料盘内部，朝向物料盘外侧的一端与电缆连接，电缆的另一端与电缆接头连接后与冻干机的温度测定控制系统的接头相连。制备方法包括培养液的准备并灭菌、接种、发酵、过滤浓缩、冷冻干燥、粉碎和混合步骤。制备益生菌时，物料的冻结步骤在深冷冰箱中进行，而物料的干燥过程在冻干机中进行，降低了耗能，提高了生产效率。

Description

制备益生菌的方法

本申请是申请号为201110459650.9， 申请日为2011年12月31日，发明创造名称为“发酵罐、制备益生菌的设备系统和制备益生菌的方法” 的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种制备益生菌的方法。

背景技术

益生菌是指通过改善机体微生物和酶的平衡，刺激特异性或非特异性免疫机制，对人和动物机体有医疗和保健效果的微生物。

目前，益生菌制品的生产工艺主要有两种，即固体发酵法和大罐液体深层发酵法。固体发酵法是把益生菌接种到固体培养基上进行发酵培养的发酵法，目前我国大多数益生菌产品都是采用该生产方法；其优点是相对管理比较粗放，具有生产工艺简单，投资少的特点，但同时具有易受杂菌污染、菌体含量不易控制、产品质量不稳定的缺点。

大罐液体深层发酵法是采用现代发酵技术，将益生菌菌种接种到反应器中进行通风培养的发酵法，该发酵法对整个发酵过程都可以进行精细的过程控制，具有便于无菌操作、容易控制菌体含量、产品质量稳定的特点，更适合工业化生产。其一般工艺流程是：菌种接种培养—种子罐培养—发酵罐发酵培养—排放培养液—收集菌体—加入适量载体和保护剂—干燥—粉碎—过筛—稀释混合—成品包装—质检—益生菌产品。

采用大罐液体深层发酵技术的制备益生菌的设备系统一般包括发酵罐、过滤器、冻干装置、粉碎装置和搅拌器等。

其中当菌料在发酵罐中发酵培养时，现有发酵罐的搅拌电机位于罐体的顶部，设有搅拌桨叶的杆轴与电机转轴相连后伸入罐体内进行搅拌，但是电机安装在罐体顶部使得搅拌罐很难拆卸，而且开罐清洗困难，如果长期积垢的话将影响产品质量。

在对发酵罐中发酵培养完毕获得的发酵液收集菌体并进一步冻干时，中国专利文献CN 1245087C（申请号 02144963.5）采用的是离心分离方法，将发酵液在0℃～20℃、转速为6000～15000转/分钟的条件下离心处理，得到离心沉淀物，将此沉淀物在无菌条件下与菌体冻干保护剂均匀混合后送入冻干机中进行进一步的冻干处理。

上述离心分离的原理是离心机产生相当高的角速度，使离心力远大于重力，于是发酵液中的悬浮物便易于沉淀析出；但是离心分离的方法存在活菌损耗量过大的问题，而且离心后的菌泥还需要用无菌水洗涤，增加了工艺步骤。

上述制备益生菌的技术在进行冷冻干燥（简称冻干）操作时，是直接将收集的离心沉淀物与菌体冻干保护剂送入冻干机中，在冻干机中完成冻干步骤。前述物料的冻干过程经过冻结和干燥两个阶段，物料首先冻结成固态，然后冻结物经过第一阶段升华干燥（即将物料中的冰晶以升华方式除去）和第二阶段解析干燥（即将残留于物料的水分在较高温度下蒸发一部分），使残余水分达到预定要求而完成冻干过程。但是冻干机比较昂贵，并且干燥过程中的能耗较大，因此加工成本较高。

在对冻干后获得的物料粉碎时，现有粉碎工艺所用的粉碎机存在粉碎后的颗粒大小不均匀的问题，以致在接下来的过筛过程中不能充分筛滤出高活力菌种，大大降低了生产效率。

在对粉碎过筛后的物料稀释混合时，现有工艺搅拌时采用螺旋搅拌的方法，存在物料搅拌不均匀的问题，以致损耗部分活菌，影响最终产率，而且螺旋桨叶清洗也比较麻烦。

发明内容

本发明的目的是提供一种活菌损耗低、终产品活菌含量较高且能耗较低的制备益生菌的方法。

实现本发明目的的技术方案是一种制备益生菌的方法，该制备方法所用的制备益生菌的设备系统包括发酵罐、过滤装置、冻干装置、粉碎器和搅拌器；所述粉碎器是对冻干后的含有益生菌物料进行粉碎得到颗粒状物料的装置，搅拌器是对粉状辅料和粉碎后的颗粒状物料进行混合而得到成品的装置。

发酵罐包括罐体、电机、外磁钢，内磁钢、搅拌轴、搅拌桨叶、横梁、轴承、支架和底座，罐体由支架固定支撑而与底座的上表面相离；电机设置在罐体的下方，电机的输出轴通过联轴器与传动轴的下端相联，传动轴的上端与外磁钢固定连接，与外磁钢相对的内磁钢设置在罐体的罐主体内，外磁钢与内磁钢由罐体隔离；横梁水平设置在罐体的罐主体的上端口下方，横梁的中间部位设有轴承座，轴承固定安装在轴承座上；搅拌轴在罐主体内上下向设置，搅拌轴的轴身上从上至下设有2至4层搅拌桨叶，搅拌轴的下端与内磁钢固定连接，上端与轴承连接，从而搅拌轴通过轴承和轴承座转动连接在横梁上。

过滤装置包括储液罐、热交换器、陶瓷膜过滤器、离心泵、料液输送管路、过滤液回收管路、放料管路、残余物料出口管路和管路上的各个阀门；储液罐包括罐体和上盖，罐体的底部设有出料口，出料口与料液输送管路的相应的进料端口密封固定连接，通过管路依次与热交换器和陶瓷膜过滤器相连，上盖上设有回料口，回料口与料液输送管路的相应的出料端口密封固定连接。

热交换器包括内管、套在内管外的外壳，内管和外壳之间形成冷却水室；外壳上设有位于上端的进水口和位于下端的出水口，进水口与冷水机的出水口相连；内管的下端为进料端口，上端为出料端口。

陶瓷膜过滤器包括外壳和陶瓷滤芯，陶瓷滤芯设置在外壳内，在陶瓷滤芯和外壳之间留有用以容纳过滤液空隙；外壳的外侧壁上设有过滤液的位于外侧下部的下出口和位于外侧上部的上出口，所述下出口通过管道与位于下侧的下侧过滤液回收管路相连通，上出口通过管道与位于上侧的上侧过滤液回收管路相连通；陶瓷膜过滤器有4根，按照从左至右的次序依次称为第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器和第四过滤器d。

离心泵的进料口通过管路与储液罐的出料口相连。

冻干装置包括深冷冰箱和冻干机，冻干机的温度传感器固定在物料盘的侧壁上，并且位于侧壁的上下向的中间位置；温度传感器的探测端位于物料盘内部，朝向物料盘外侧的一端与电缆连接，电缆的另一端与电缆接头连接后与冻干机的温度测定控制系统的接头相连。

粉碎器包括底座、立柱、电机、左皮带轮、皮带、右皮带轮、杆轴、粉碎刀片、料斗、落料管、滤网和出料管；底座放置在地面上，立柱垂直固定在底座的上表面上，电机的转轴朝上并由其电机座固定设置在立柱；立柱的上端还固定连接水平设置的横杆，横杆的右端设有轴承座和轴承；左皮带轮与电机的转轴固定连接，右皮带轮与杆轴固定连接，两个皮带轮之间由皮带相连并传输动力。

杆轴的上部通过轴承座和轴承而转动连接在横杆上，并且杆轴的上端头穿过轴承，再与位于横杆上方的右皮带轮固定连接；杆轴的下部伸入滤网中，杆轴位于滤网的中央，杆轴上固定连接粉碎刀片；所述滤网的上端边沿与落料管的下端落料口边沿通过法兰相接，落料管的上方设置料斗。

使用上述设备系统制备益生菌的方法包括以下步骤：

①准备培养液并灭菌。

②接种，将步骤①配置的培养液倒入发酵罐中，将菌接种到培养基中。

③发酵，将步骤②接种的物料在发酵罐中培养，发酵过程中打开发酵罐的电机，内磁钢带动搅拌轴从而带动搅拌桨叶转动，将物料混合均匀。

④过滤浓缩，打开过滤装置的储液罐的上盖，将步骤③发酵完毕的物料倒入储液罐中；然后打开离心泵，储液罐中的物料在压力作用下先进入热交换器，从热交换器中流出后分流进入第一陶瓷膜过滤器组的的第一过滤器和第二过滤器，从两个过滤器的陶瓷滤芯滤出的过滤液通过管路进入下侧过滤液回收管路和上侧过滤液回收管路排出；接着物料合流后再次分流进入第二陶瓷膜过滤器组的第三过滤器和第四过滤器d进一步过滤浓缩，所得滤液分别从下侧过滤液回收管路经过第六阀门和从上侧过滤液回收管路经过第五阀门排出；从第二陶瓷膜过滤器组出来的物料回到储液罐中；接着物料再从储液罐的出料口进入料液输送管路开始第二回的过滤过程；过滤过程循环进行，直至物料浓缩至原体积的%～%，打开放料管路的阀门取出物料。

⑤冷冻干燥，先对冻干机的物料盘消毒，将步骤④已经过滤浓缩的物料与菌体冻干保护剂混合均匀后，装入物料盘中；先将物料盘送入深冷冰箱，在℃至℃下冻结；冻结后取出物料盘，将其送入冻干机中，将温度传感器的电缆插头与冻干机的温度测定控制系统的接头相连，在真空度为1Pa下进行干燥。

⑥粉碎，打开粉碎器的电机，将步骤⑤冻干后获得的物料送入粉碎器的料斗中，物料进入滤网中后被高度旋转的粉碎刀片破碎，破碎后的颗粒小于滤网的孔径时即从滤网中落下，并在出料管的下方收集。

⑦混合，将步骤⑥已经粉碎好的物料与辅料放入搅拌器中混合均匀，混匀后进行包装获得产品。

步骤②接种时，菌种接种到培养基中后占接种后物料重量的1%。

制备方法所用的制备益生菌的设备系统的过滤装置的热交换器还包括下侧连接套组件和上侧连接套组件；热交换器的外壳由其下端板密封焊接固定在内管的外侧的下端部位上，外壳由其上端板密封焊接固定在内管的外侧的上端部位上，从而在内管和外壳之间形成冷却水室。

内管的下端向下伸出外壳，且其外壁上设有外螺纹，下侧连接套组件由其连接套旋合在内管的下端的外螺纹上。

内管的上端为出料端口，向上伸出外壳，且其外壁上设有外螺纹。上侧连接套组件由其连接套旋合在内管的上端的外螺纹上。

制备方法所用的制备益生菌的设备系统的过滤装置的陶瓷膜过滤器还包括上端盖、下侧密封套组件和上侧密封套组件。

陶瓷膜过滤器的外壳的主体为圆管体，该圆管体的上下端口上分别设有外螺纹，外壳的圆管体的内壁上端设有内螺纹，外壳还设有与所述圆管体连为一体的底板，该底板设有中央孔以及围绕中央孔设置位于上表面上的安装槽。

上端盖设有中央孔以及围绕中央孔设置位于下表面上的安装槽，上端盖的外周侧部设有与外壳的圆管体上的内螺纹相配合的外螺纹，上端盖由其外螺纹旋合在外壳的圆管体的内螺纹上。

陶瓷滤芯的下端设置在外壳的底板的安装槽中，上端盖由其安装槽套在陶瓷滤芯的上端上，从而外壳、陶瓷滤芯和上端盖相互间固定连接在一起，陶瓷滤芯与外壳之间的空隙与外壳的下出口和上出口相连通。

下侧密封套组件由其连接套旋合在外壳的圆管体的下端的外螺纹上，而与陶瓷滤芯的下端口相连通；上侧密封套组件由其连接套旋合在外壳的圆管体的上端的外螺纹上，而与陶瓷滤芯的上端口相连通。

制备方法所用的制备益生菌的设备系统的过滤装置的料液输送管路按照储液罐中物料的流转路径依次包括第一管路、第二管路、第三管路、第四管路、第五管路、第六管路、第七管路、第八管路和第九管路。

第一管路上设有串联在其管道上的第一阀门，第一管路的进料端口与储液罐的罐体的出料口密封固定连接，第一管路的出料口与第一三通接头的上端接口相连，第一三通接头的左端接口与料液输送管路的第二管路的右进料端相连，第一三通接头的右端接口与放料管路相连，放料管路的出料口与第一三通接头的右端接口之间的管道上设有串联的第二阀门。

第二管路的左出料端与离心泵的进料口密封固定相连，第二管路上还设有串联在其管道上的蝶阀。

第三管路的进料端口与离心泵的位于上方的出料口密封固定连接，第三管路的出料端口与热交换器的下侧连接套组件密封固定连接，从而与内管的下端进料口相连通。

第四管路的进料端口与位于下方的热交换器的上侧连接套组件密封固定连接，从而与内管的上端出料口相连通，第四管路上设有串联在其管道上的第三阀门。

第五管路包括第一四通接头、左支路和右支路，第一四通接头的下端接口与第四管路的出料端口相连，第一四通接头的上端接口接流量计，左端接口与第五管路()的左支路的进料口相连，右端接口与第五管路的右支路的进料口相连；第五管路的左支路的出料口与位于下方的陶瓷膜过滤器的第一过滤器的上侧密封套组件密封固定连接，从而与第一过滤器的陶瓷滤芯的上端口相连通，第五管路的右支路的出料口与第二过滤器的上侧密封套组件密封固定连接，从而与第二过滤器的陶瓷滤芯的上端口相连通。

第六管路由第二三通接头、左支路和右支路构成，第六管路的左支路的上端进料口与位于上方的第一过滤器的下侧密封套组件密封固定连接，从而与第一过滤器的陶瓷滤芯的下端口相连通，第六管路的右支路的上端进料口与位于上方的第二过滤器的下侧密封套组件密封固定连接，从而与第二过滤器的陶瓷滤芯的下端口相连通；第六管路的左支路的出料口与第二三通接头的左端接口相连，右支路的下端出料口与第二三通接头的上端接口相连。

第七管路包括主管路和左右两条支路，主管路包括主管道、第三三通接头和第四三通接头；主管道的左端口与第六管路的第二三通接头右端接口相连，第三三通接头由其左右端接口串联在主管道中；第三三通接头的上端接口与第七管路的左支路的进料口相连，第七管路的左支路的出料口与第三过滤器的下侧密封套组件密封固定连接，从而与第三过滤器的陶瓷滤芯的下端口相连通；第四三通接头由其左端接口与主管道的右端口相连，第四三通接头的右端接口与残余物料出口管路相连，所述残余物料出口管路上设有串联于其管道的第四阀门；第七管路的第四三通接头的上端接口与第七管路的右支路的进料口相连，第七管路的右支路的出料口与第四过滤器d的下侧密封套组件密封固定连接，从而与第四过滤器d的陶瓷滤芯的下端口相连通。

第八管路包括第二四通接头、左支路和右支路，第八管路的左支路的下端进料口与第三过滤器的上侧密封套组件密封固定连接，从而与第三过滤器的陶瓷滤芯的上端口相连通；第八管路的右支路的下端进料口与第四过滤器d的上侧密封套组件密封固定连接，从而与第四过滤器d的陶瓷滤芯的上端口相连通；第八管路的左支路的出料口与第二四通接头的左端接口相连，第八管路的右支路的出料口与第二四通接头的右端接口相连，所述第二四通接头的上端接口接流量计，下端接口与第九管路的进料端相连。

第九管路的出料端与储液罐的上盖的回料口密封固定连接。

制备方法所用的制备益生菌的设备系统的搅拌器包括底座、混合槽、盖板、减速机、减速箱、搅拌轴和搅拌桨叶，底座由支脚支撑在地面上，减速机和减速箱分别设置在底座的两端，混合槽固定设置在底座上并且位于减速机和减速箱之间。

搅拌轴和搅拌桨叶位于混合槽内，搅拌桨叶固定在搅拌主轴上，搅拌桨叶是由两组桨叶片组成的S型搅拌桨叶。

搅拌轴的一端从混合槽的一端侧壁伸出，与减速箱的主轴通过联轴器相连接；搅拌器主轴的另一端从混合槽的另一端侧壁伸出，与减速机的转轴通过联轴器相连接。本发明具有积极的效果：

（1）本发明的制备方法所用的制备系统中的发酵罐将电机置于发酵罐的底部，通过磁力搅拌，使得开罐清洗以及去除结垢可以方便进行，从而保证益生菌生产过程中的清洁要求，减少终产品中的杂质。

（2）本发明的制备方法所用的制备系统中的发酵罐所用的轴承是陶瓷轴承，与金属材质的轴承相比，陶瓷轴承不仅耐磨损，尤其耐腐蚀，长期浸泡或者接触菌料而不会发生化学反应，而且陶瓷轴承表面始终保持光滑，也便于清洗。

（3）本发明的制备方法所用的设备系统的过滤装置增加了热交换器，并且采用无机陶瓷材料经特殊工艺制备而成的陶瓷膜，使用时通过错流过滤、压力驱动的方式，达到分离、浓缩和纯化的目的，能够实现复合乳发酵菌制剂冻干粉活力达到1*10¹¹CFU/克；同时缩短了过滤时间，降低了活菌损耗。

（4）本发明的制备方法所用的设备系统的冻干机的温度传感器固定在物料盘的侧壁上，从而物料冻干过程的冻结和干燥过程可以分离，即物料的冻结步骤在深冷冰箱中进行，而物料的干燥过程在冻干机中进行，由于冻结过程比较耗电，而深冷冰箱的耗电量远小于在冻干机中进行冻结的耗电量，因此降低了耗能，而且在深冷冰箱中进行冻结较在冻干机中进行冻结耗时短。另外，由于物料盘和温度传感器固定连接，因此在对物料盘消毒的同时也对温度传感器进行了消毒，减少消毒环节，提高了生产效率。

（5）本发明的制备方法所用的设备系统的粉碎器中的滤网的存在使得大块物料必须粉碎成小块后才能从滤网中通过，因此粉碎后的颗粒大小比较均匀，至少不会有大块的物料没有被粉碎，在接下来的过筛过程中能充分筛滤出高活力菌种。

（6）本发明的制备方法所用的设备系统的搅拌器采用搅拌轴上固定连接S式活络搅拌桨叶的方式，桨叶转动时，将物料向不同方向推动，使物料混合更加均匀，从而降低活菌损耗，大大提高了生产效率；并且S式活络搅拌桨叶便于清洗，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的设备系统中的发酵罐的示意图；

图2为本发明的设备系统中的过滤装置工作时物料流转的示意图；

图3为图2的过滤装置中的热交换器的A-A剖视图，图中显示出了热交换器的主体的形状和结构，图中未画出密封连接在热交换器的内管的上下端口上的各自的连接套组件；

图4为图2的过滤装置中的膜过滤器的B-B剖视图，图中显示出了膜过滤器的主体的形状和结构，图中未画出密封连接在膜过滤器的外壳的上下端口上的各自的连接套组件；

图5冻干机的物料盘的示意图，其中图5a为本发明的设备系统中的冻干机的物料盘的示意图，图5b为现有技术中冻干机的物料盘的示意图；

图6为本发明的设备系统中的粉碎器的示意图；

图7为本发明的设备系统中的搅拌器的示意图；

上述附图中的标记如下：

发酵罐1，罐体11，罐主体11-1，出料口11-1-1，出料管11-1-2，阀门11-1-3，上盖11-2，进料口11-2-1，出气口11-2-2，电机12，传动轴12-1，外磁钢13-1，内磁钢13-2，搅拌轴14-1，搅拌桨叶14-2，横梁15，轴承16，进水管17，支架18，底座19；

过滤装置2，储液罐21，罐体21-1，出料口21-1-1，上盖21-2，回料口21-2-1，热交换器22，内管22-1，外壳22-2，下端板22-2-1，上端板22-2-2，进水口22-2-3，出水口22-2-4，下侧连接套组件22-3，上侧连接套组件22-4，冷却水室22-5，陶瓷膜过滤器23，第一过滤器23a，第二过滤器23b，第三过滤器23c，第四过滤器23d，外壳23-1，下出口23-1-1，上出口23-1-2，底板23-1-3，陶瓷滤芯23-2，上端盖23-3，空隙23-4，下侧密封套组件23-5，上侧密封套组件23-6，离心泵24，第一三通接头24-1，第二三通接头24-2、第三三通接头24-3，第四三通接头24-4，第一四通接头24-5，第二四通接头24-6，料液输送管路25，第一管路25-1，第二管路25-2，第三管路25-3，第四管路25-4，第五管路25-5，第六管路25-6，第七管路25-7，第八管路25-8，第九管路25-9，

过滤液回收管路26，下侧过滤液回收管路26-1，上侧过滤液回收管路26-2，放料管路27，残余物料出口管路28，第一阀门29-1，第二阀门29-2，第三阀门29-3，第四阀门29-4，第五阀门29-5，第六阀门29-6，蝶阀29-7；

物料盘31，温度传感器32，电缆33，电缆插头34；

粉碎器4，底座41，立柱42，横杆42-1，电机43，转轴43-1，左皮带轮44-1，皮带44-2，右皮带轮44-3，杆轴45，粉碎刀片45-1，料斗46，落料管47，滤网48，出料管49；

搅拌器5，底座51，支脚51-1，混合槽52，盖板53，减速机54，减速箱55，搅拌轴56，搅拌桨叶57。

 

具体实施方式

（实施例1、制备益生菌的设备系统）

 本实施例的制备益生菌的设备系统包括发酵罐1、过滤装置2、冻干装置、粉碎器4和搅拌器5。

见图1，发酵罐1包括罐体11、电机12、外磁钢13-1、内磁钢13-2、搅拌轴14-1、搅拌桨叶14-2、横梁15、轴承16、进水管17、支架18和底座19。

底座19放置在地面上，支架18由其下端从上方固定在底座19的上表面上，支架18的上端与罐体11的下部固定相连，从而使得罐体11位于底座19上方，且被支架18固定支撑而与底座19的上表面相离。

罐体11包括罐主体11-1和上盖11-2，罐主体11-1的上端设有法兰，上盖11-2的下端也设有法兰，罐主体11-1和上盖11-2通过法兰连接。罐主体11-1的下部设有出料口11-1-1，所述出料口11-1-1与出料管11-1-2的进料端密封固定连接，出料管11-1-2上还设有阀门11-1-3。上盖11-2的顶部设有进料口11-2-1和出气口11-2-2，该进料口11-2-1和出气口11-2-2也分别是罐体11的进料口和出气口。

电机12位于罐体11的下方，电机12由其机座固定在电机安装座上，电机安装座固定在支架18上，电机12的输出轴通过联轴器与传动轴12-1的下端相联，传动轴12-1的上端与外磁钢13-1固定连接，所述外磁钢13-1靠近罐体11的罐主体11-1的底面并且位于底面中央的下方；与外磁钢13-1相对的内磁钢13-2设置在罐体11的罐主体11-1内，外磁钢13-1与内磁钢13-2由罐主体11-1隔离；内磁钢13-2从上方靠近罐主体11-1的底部上表面，并且位于外磁钢13-1的正上方。由于搅拌电机设置在罐主体11-1的下方，因此需要对灌内清洗时，可以方便地打开上盖11-2进行清洗。

罐体11的罐主体11-1的上端口下方设有横梁15，所述横梁15的左右两端与罐主体11-1的内壁通过焊接方式固定连接或者横梁15的左右两端通过紧固件与罐主体11-1固定连接；横梁15的中间部位设有轴承座，轴承16固定安装在轴承座上，本实施例的轴承16为陶瓷轴承。与金属材质的轴承相比，陶瓷轴承不仅耐磨损，尤其耐腐蚀，长期浸泡或者接触菌料而不会发生化学反应，而且陶瓷轴承表面始终保持光滑，也便于清洗。

搅拌轴14-1在罐主体11-1内上下向设置，搅拌轴14-1的轴身上从上至下设有2至4层（本实施例中为2层）搅拌桨叶14-2。搅拌轴14-1的下端与内磁钢13-2固定连接，上端与轴承16连接，从而搅拌轴14-1通过轴承16和轴承座转动连接在横梁15上。相对于罐主体11-1的内腔空间，搅拌轴14-1位于内腔中央，并且搅拌轴14-1、外磁钢13-1和内磁钢13-2同轴线设置。

发酵罐1使用时，打开电机12，电机12带动外转子即外磁钢13-1旋转，由于外磁钢13-1和内磁钢13-2的异性磁极彼此相对，通过磁场的作用带动位于罐主体11-1内部的内转子即内磁钢13-2旋转，从而与内磁钢13-2固定相连的搅拌轴14-1进一步带动搅拌桨叶14-2旋转，而对罐体11内的物料进行搅拌。

罐主体11-1内还设有进水管17，进水管17的一端出水口位于罐主体11-1的底部，另一端进水口从罐主体11-1的上部侧壁伸出罐主体11-1，进水管17靠近罐主体11-1的内壁设置，不与搅拌桨叶14-2接触。

见图2，过滤装置2包括储液罐21、热交换器22、陶瓷膜过滤器23、离心泵24、料液输送管路25、过滤液回收管路26、放料管路27、残余物料出口管路28、以及管路上的各个阀门。

储液罐21包括罐体21-1和上盖21-2，上盖21-2分为对称的两片，它们是活动的上盖和固定的上盖。活动的上盖21-2与罐体21-1通过铰链连接。罐体21-1的底部设有出料口21-1-1，出料口21-1-1与料液输送管路25的第一管路25-1的进料端口密封固定连接。固定的上盖21-2固定连接在罐体21-1的上端，且固定的上盖21-2上设有回料口21-2-1，回料口21-2-1与料液输送管路25的第九管路25-9的出料端口密封固定连接。

见图3，热交换器22包括内管22-1、套在内管22-1外的外壳22-2、下侧连接套组件22-3和上侧连接套组件22-4。外壳22-2由其下端板22-2-1密封焊接固定在内管22-1的外侧的下端部位上，外壳22-2由其上端板22-2-2密封焊接固定在内管22-1的外侧的上端部位上，从而在内管22-1和外壳22-2之间形成冷却水室22-5。外壳22-2还设有位于上端的进水口22-2-3和位于下端的出水口22-2-4，外壳22-2的进水口22-2-3和出水口22-2-4也是热交换器22的进水口和出水口。热交换器22的进水口22-2-3是使用时与冷水机的出水口相连的端口，与本实施例的益生菌的设备系统配套使用的冷水机是上海瀚艺冷冻机械有些公司生产的型号为HYA-03ASZ的冷水机。内管22-1的下端为进料端口，向下伸出外壳22-2，且其外壁上设有外螺纹，内管22-1的上端为出料端口，向上伸出外壳22-2，且其外壁上设有外螺纹。下侧连接套组件22-3由其连接套旋合在内管22-1的下端的外螺纹上，上侧连接套组件22-4由其连接套旋合在内管22-1的上端的外螺纹上。

见图4，陶瓷膜过滤器23包括外壳23-1、陶瓷滤芯23-2、上端盖23-3、下侧密封套组件23-5和上侧密封套组件23-6。所述陶瓷滤芯23-2为圆管状的陶瓷膜管，平均孔径为0.2微米。外壳23-1的主体为圆管体，该圆管体的上下端口上分别设有外螺纹，且外侧壁上还分上下各设有一个过滤液出口，它们是位于外侧下部的下出口23-1-1和位于外侧上部的上出口23-1-2，所述下出口23-1-1通过管道与位于下侧的下侧过滤液回收管路26-1相连通，上出口23-1-2通过管道与位于上侧的上侧过滤液回收管路26-2相连通。外壳23-1还设有与所述圆管体连为一体的底板23-1-3，该底板23-1-3设有中央孔以及围绕中央孔设置位于上表面上的安装槽。外壳23-1的圆管体的内壁上端设有内螺纹。上端盖23-3设有中央孔以及围绕中央孔设置位于下表面上的安装槽，上端盖23-3的外周侧部设有与外壳23-1的圆管体上的内螺纹相配合的外螺纹。陶瓷滤芯23-2的上下端的一端为进料口，上下端的另一端为出料口。陶瓷滤芯23-2设置在外壳23-1内，陶瓷滤芯23-2的下端设置在外壳23-1的底板23-1-3的安装槽中，且两者通过粘结剂密封固定连接；上端盖23-3由其外螺纹旋合在外壳23-1的圆管体的内螺纹上，上端盖23-3由其安装槽套在陶瓷滤芯23-2的上端上，且两者通过粘结剂密封固定连接，从而外壳23-1、陶瓷滤芯23-2和上端盖23-3相互间固定连接在一起，且在陶瓷滤芯23-2与外壳23-1之间留有用以容纳过滤液的空隙23-4。所述空隙23-4与外壳23-1的下出口23-1-1和上出口23-1-2相连通。下侧密封套组件23-5由其连接套旋合在外壳23-1的圆管体的下端的外螺纹上，而与陶瓷滤芯23-2的下端口相连通；上侧密封套组件23-6由其连接套旋合在外壳23-1的圆管体的上端的外螺纹上，而与陶瓷滤芯23-2的上端口相连通。

当液态物料从陶瓷滤芯23-2的上下端口之间的通道经过陶瓷滤芯23-2时，由于液态物料的压力大于陶瓷滤芯23-2与外壳23-1之间的空隙23-4中的压力，故液态物料中包含的液体的一部分从陶瓷滤芯23-2的微孔中流过而进入所述空隙23-4中，从而起到对物料的浓缩作用。

见图2，陶瓷膜过滤器23有4根，按照从左至右的次序依次称为第一过滤器23a、第二过滤器23b、第三过滤器23c和第四过滤器23d，所述的第一过滤器23a和第二过滤器23b组成第一陶瓷膜过滤器组，所述的第三过滤器23c和第四过滤器23d则组成第二陶瓷膜过滤器组，物料由储液罐21的上盖21-2处加入储液罐21中，经过管路先进入第一陶瓷膜过滤器组进行过滤浓缩，再进入第二陶瓷膜过滤器组进行过滤浓缩，然后循环3至4个小时直至物料浓缩至原体积的1/3。

离心泵24的进料口通过管路与储液罐21的出料口21-1-1相连。

料液输送管路25按照储液罐21中物料的流转路径依次包括第一管路25-1、第二管路25-2、第三管路25-3、第四管路25-4、第五管路25-5、第六管路25-6、第七管路25-7、第八管路25-8和第九管路25-9。

第一管路25-1上设有串联在其管道上的第一阀门29-1，第一管路25-1的进料端口与储液罐21的罐体21-1的出料口21-1-1密封固定连接；第一管路25-1的出料口与第一三通接头24-1的上端接口相连，第一三通接头24-1的左端接口与料液输送管路25的第二管路25-2的右进料端相连，第一三通接头24-1的右端接口与放料管路27相连。所述放料管路27的出料口与第一三通接头24-1的右端接口之间的管道上设有串联的第二阀门29-2，第二阀门29-2在过滤浓缩中一直处于关闭状态，当过滤完毕后打开而排出物料。

第二管路25-2的左出料端与离心泵24的进料口密封固定相连，第二管路25-2上还设有串联在其管道上的蝶阀29-7。第三管路25-3的进料端口与离心泵24的位于上方的出料口密封固定连接，第三管路25-3的出料端口与热交换器22的下侧连接套组件22-3密封固定连接，从而与内管22-1的下端进料口相连通。第四管路25-4的进料端口与位于下方的热交换器22的上侧连接套组件22-4密封固定连接，从而与内管22-1的上端出料口相连通，第四管路25-4上设有串联在其管道上的第三阀门29-3。

第五管路25-5包括第一四通接头24-5、左支路和右支路。第一四通接头24-5的下端接口与第四管路25-4的出料端口相连，第一四通接头24-5的上端接口接流量计，左端接口与第五管路25-5的左支路的进料口相连，右端接口与第五管路25-5的右支路的进料口相连。

第五管路25-5的左支路的出料口与位于下方的第一过滤器23a的上侧密封套组件23-6密封固定连接，从而与第一过滤器23a的陶瓷滤芯23-2的上端口相连通，第五管路25-5的右支路的出料口与第二过滤器23b的上侧密封套组件23-6密封固定连接，从而与第二过滤器23b的陶瓷滤芯23-2的上端口相连通。

第六管路25-6由第二三通接头24-2、左支路和右支路构成。第六管路25-6的左支路的上端进料口与位于上方的第一过滤器23a的下侧密封套组件23-5密封固定连接，从而与第一过滤器23a的陶瓷滤芯23-2的下端口相连通，第六管路25-6的右支路的上端进料口与位于上方的第二过滤器23b的下侧密封套组件23-5密封固定连接，从而与第二过滤器23b的陶瓷滤芯23-2的下端口相连通；第六管路25-6的左支路为直角弯管，其下侧右端的出料口与第二三通接头24-2的左端接口相连，右支路的下端出料口与第二三通接头24-2的上端接口相连，第二三通接头24-2的右端接口为第七管路25-7的进料端。

第七管路25-7包括主管路和左右两条支路，主管路包括主管道、第三三通接头24-3和第四三通接头24-4；主管道的左端口为第七管路25-7的进料端口，与所述的第六管路25-6的第二三通接头24-2右端接口相连，第三三通接头24-3由其左右端接口串联在主管道中；第三三通接头24-3的上端接口与第七管路25-7的左支路的进料口相连；第七管路25-7的左支路的出料口与第三过滤器23c的下侧密封套组件23-5密封固定连接，从而与第三过滤器23c的陶瓷滤芯23-2的下端口相连通。第四三通接头24-4由其左端接口与主管道的右端口相连。第四三通接头24-4的右端接口与残余物料出口管路28相连，所述残余物料出口管路28上设有串联于其管道的第四阀门29-4，第四阀门29-4在过滤浓缩中一直处于关闭状态，当过滤完毕后需排出残余物料时打开。第七管路25-7的第四三通接头24-4的上端接口与第七管路25-7的右支路的进料口相连。第七管路25-7的右支路的出料口与第四过滤器23d的下侧密封套组件23-5密封固定连接，从而与第四过滤器23d的陶瓷滤芯23-2的下端口相连通。

第八管路25-8包括第二四通接头24-6、左支路和右支路。第八管路25-8的左支路的下端进料口与第三过滤器23c的上侧密封套组件23-6密封固定连接，从而与第三过滤器23c的陶瓷滤芯23-2的上端口相连通；第八管路25-8的右支路的下端进料口与第四过滤器23d的上侧密封套组件23-6密封固定连接，从而与第四过滤器23d的陶瓷滤芯23-2的上端口相连通；第八管路25-8的左支路为直角管路，其上侧右端的出料口与第二四通接头24-6的左端接口相连，第八管路25-8的右支路为直角管路，其上侧左端的出料口与第二四通接头24-6的右端接口相连，所述第二四通接头24-6的上端接口接流量计，下端接口与第九管路25-9的进料端相连。第九管路25-9的出料端与储液罐21的上盖21-2的回料口21-2-1密封固定连接。

所述过滤液回收管路26按照所处的上下位置不同而分为下侧过滤液回收管路26-1和上侧过滤液回收管路26-2，上侧过滤液回收管路26-2在靠近出液口的部位串联有第五阀门29-5，下侧过滤液回收管路26-1在靠近出液口的部位串联有第六阀门29-6，第五阀门29-5和第六阀门29-6在过滤浓缩时打开，以及时将装置内的过滤液排出。

由于离心泵24工作时将储液罐21中的物料抽出时，物料的温度有所上升，为了维持物料的温度，物料及时通过热交换器22使温度降低以回复至储液罐中的温度，并且控制热交换器22的冷却水流量还能根据实际情况控制物料的温度。

由于过滤装置包括第一陶瓷膜过滤器组和第二陶瓷膜过滤器组，保证了物料过滤效果，并且采用膜过滤器的活菌损耗较低。

冻干装置包括深冷冰箱和冻干机。

冻干机与现有的冻干机的其余部分相同，由干燥腔室器及压力控制和保护装置、真空排气系统（包括真空冷凝器）、液压或螺旋升降压塞装置或进出料装置、导热搁板、加热装置、导热媒体换热器、制冷系统（冷冻机、冷凝器、蒸发器等）、有机溶媒回收装置、在线清洗装置、在线灭菌装置、运行参数测定控制系统（温度测定控制系统、真空测定控制系统、残留水分测定系统以及计算机控制系统）等组成；不同之处在于其物料盘和温度传感器。

见图5b，现有冻干机的物料盘31和温度传感器32是分离的，使用时物料盘31中盛装物料后，将温度传感器32插入物料中，在冻干的冻结和干燥过程中，温度传感器32采集的数据通过电缆33和电缆接头34输送至温度测定控制系统。这种分离形式的物料盘31和温度传感器32，限制了冻干过程的分离，使得冻干操作只能在冻干机中运行；因为如果想要将冻干过程的冻结和干燥过程分开进行，即在其它地方冻结物料，然后在冻干机中冷冻干燥，冻结后的物料中无法再插入温度传感器32，而且每次生产前还必须另外对温度传感器32单独消毒。

见图5a，本实施例的冻干机的温度传感器32固定在物料盘31的侧壁上，并且位于侧壁的上下向的中间位置；温度传感器32的探测端位于物料盘31内部，朝向物料盘31外侧的一端与电缆33连接，电缆33的另一端与电缆接头34连接后与冻干机的温度测定控制系统的接头相连。

温度传感器32的上述方式的设置，使得物料冻干过程的冻结和干燥过程可以分开进行，即物料的冻结步骤在深冷冰箱中进行，而物料的干燥过程在冻干机中进行，由于冻结过程比较耗电，而深冷冰箱的耗电量远小于在冻干机中进行冻结的耗电量，因此降低了耗能，而且在深冷冰箱中进行冻结较在冻干机中进行冻结耗时短。另外，由于物料盘31和温度传感器32固定连接，因此在对物料盘31消毒的同时也对温度传感器32进行了消毒，减少消毒环节，提高了生产效率。

见图6，粉碎器4包括底座41、立柱42、电机43、左皮带轮44-1、皮带44-2、右皮带轮44-3、杆轴45、粉碎刀片45-1、料斗46、落料管47、滤网48和出料管49。

底座41放置在地面上，立柱42垂直固定在底座41的上表面上，电机43的转轴43-1朝上并且电机43由其电机座固定设置在立柱42上。立柱42的上端还固定连接有横杆42-1，横杆42-1水平设置，横杆42-1的右端设有轴承座和轴承。

左皮带轮44-1与电机43的转轴43-1固定连接，右皮带轮44-3与杆轴45固定连接，两个皮带轮之间由皮带44-2相连并传输动力。

所述杆轴45的上部通过轴承座和轴承而转动连接在横杆42-1上，并且杆轴45的上端头穿过轴承，再与位于横杆42-1上方的右皮带轮44-3固定连接。

所述杆轴45的下部伸入滤网48中，杆轴45位于滤网48的中央，杆轴45上固定连接粉碎刀片45-1，粉碎刀片45-1与水平面地夹角在20度至40度之间，粉碎刀片45-1与滤网48之间的间隙在1mm至20mm之间。

滤网48的上端边沿与落料管47的下端落料口边沿通过法兰相接，落料管47的上方设置料斗46。滤网48的外侧设有出料管49，滤网48位于出料管49的中央。

粉碎器4工作时，电机43带动左边的左皮带轮44-1转动，然后皮带44-2带动右皮带轮44-3转动，与右皮带轮44-3固定连接的杆轴45则开始带动粉碎刀片45-1旋转，从而将从落料管47进入滤网48的大块物料粉碎成小块，物料满足要求粒径时在重力作用下自动从滤网48中落下。由于滤网48的网孔大小为选定的数值，因此大块物料必须粉碎成小块后才能通过滤网48落下至出料管49中，因此粉碎后的颗粒大小比较均匀，至少不会有大块的物料没有被粉碎，在接下来的过筛过程中能充分筛滤出高活力菌种。

见图7，搅拌器5包括底座51、混合槽52、盖板53、减速机54、减速箱55、搅拌轴56和搅拌桨叶57，减速机54和减速箱55为立式。

底座51由四个支脚51-1支撑在地面上，支脚51-1可调节高低从而控制底座51的高度。减速机54固定设置在底座51的左右端的一端，减速箱55固定设置在底座51的左右端的另一端。

混合槽52固定设置在底座51上并且位于减速机54和减速箱55之间，所述混合槽52为上端敞口的长方体形槽，混合槽52的上方设有覆盖混合槽52并且可取走的盖板53。

搅拌轴56和搅拌桨叶57位于混合槽12内，搅拌桨叶57固定在搅拌主轴56上，搅拌桨叶57是由两组桨叶片组成的S型搅拌桨叶。

搅拌轴56的左端穿过混合槽52的左侧壁向左伸出，与减速箱55的主轴通过联轴器相连接；搅拌器主轴56的右端穿过混合槽52的右侧壁向右伸出，与减速机54的转轴通过联轴器相连接；减速机54的转轴、搅拌轴56以及减速箱55主轴同轴。

搅拌桨叶57转动时，将物料向不同方向推动，使物料混合更加均匀，从而降低活菌损耗，大大提高了生产效率；并且S式活络搅拌桨叶便于清洗，提高了生产效率。

（实施例2、制备益生菌的方法）

本实施例的制备益生菌的方法采用实施例1的设备系统。

制备益生菌的方法包括以下步骤：

①准备培养液，并在121℃下灭菌15分钟；本实施例制备的保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌的培养液配方如下：脱脂乳粉为10wt%、乳清粉为2.5wt%、乳糖为2 wt %、酵母抽提物为1.5 wt %、维生素C为0.5 wt %和余量的纯净水。

②接种，将步骤①配置的培养液倒入发酵罐1中，将保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌以初菌数1∶1的比例混合，接种到培养基中，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌占接种后物料重量的1%。

③发酵，将步骤②接种的物料在发酵罐1中、在48℃下培养24小时，发酵过程中打开电机12，内磁钢13-2带动搅拌轴14-1从而带动搅拌桨叶14-2转动，将物料混合均匀。

④过滤浓缩，打开过滤装置2的储液罐21的活动的上盖21-2，将步骤③发酵完毕的物料倒入储液罐21中；然后打开离心泵24，系统内压力0.2MPa，储液罐21中的物料在压力作用下先进入热交换器22，从热交换器22中流出后分流进入第一陶瓷膜过滤器组的第一过滤器23a和第二过滤器23b，从两个过滤器的陶瓷滤芯23-2滤出的过滤液通过管路进入下侧过滤液回收管路26-1和上侧过滤液回收管路26-2，并及时由第六阀门29-6和第五阀门29-5排出，所述陶瓷滤芯23-2的平均孔径为0.2微米，物料经过第一陶瓷膜过滤器组已经过滤了部分水分；接着物料再次分流进入第二陶瓷膜过滤器组的第三过滤器23c和第四过滤器23d进一步过滤浓缩，所得滤液分别从下侧过滤液回收管路26-1经过第六阀门29-6和从上侧过滤液回收管路26-2经过第五阀门29-5排出。

从第二陶瓷膜过滤器组的第三过滤器23c和第四过滤器23d各自的陶瓷滤芯23-2的上端口出来的物料则一次经过第八管路25-8和第九管路25-9回到储液罐21中，物料再从储液罐21的出料口21-1-1进入第一管路25-1开始第二回的过滤过程；过滤过程循环进行，直至物料浓缩至原体积的25%～40%（本实施例中为1/3），然后关闭蝶阀29-7，打开放料管路27的第二阀门29-2取出经过滤浓缩的物料。

⑤冷冻干燥，先对冻干机的物料盘31消毒，将步骤④已经过滤浓缩的物料与菌体冻干保护剂混合均匀后，装入物料盘31中，此时温度传感器32位于物料的一侧中间位置，取得的数据可靠，能够代表物料盘31内整体物料的温度；先将物料盘送入深冷冰箱，在-50℃下冻结；冻结后取出物料盘31，将其送入冻干机中，将温度传感器32的电缆插头34与冻干机的温度测定控制系统的接头相连，在真空度为1Pa下进行干燥。

⑥粉碎，打开粉碎器4的电机43，将步骤⑤冻干后获得的物料送入粉碎器4的料斗46中，物料进入滤网48中后被高度旋转的粉碎刀片45-1破碎，破碎后的颗粒小于滤网48的孔径时即从滤网48中落下，并在出料管49的下方收集。

⑦混合，将步骤⑥已经粉碎好的物料与作为辅料的麦芽糖和麦芽糊精放入搅拌器5的混合槽52，然后开动搅拌器而混合均匀，菌体稀释后用三边封包装机进行包装获得产品。

Claims (6)

1.一种制备益生菌的方法，其特征在于：制备方法所用的制备益生菌的设备系统包括发酵罐（1）、过滤装置（2）、冻干装置、粉碎器（4）和搅拌器（5）；所述粉碎器（4）是对冻干后的含有益生菌物料进行粉碎得到颗粒状物料的装置，搅拌器（5）是对粉状辅料和粉碎后的颗粒状物料进行混合而得到成品的装置；

发酵罐（1）包括罐体（11）、电机（12）、外磁钢（13-1），内磁钢（13-2）、搅拌轴（14-1）、搅拌桨叶（14-2）、横梁（15）、轴承（16）、支架（18）和底座（19），罐体（11）由支架（18）固定支撑而与底座（19）的上表面相离；电机（12）设置在罐体（11）的下方，电机（12）的输出轴通过联轴器与传动轴（12-1）的下端相联，传动轴（12-1）的上端与外磁钢（13-1）固定连接，与外磁钢（13-1）相对的内磁钢（13-2）设置在罐体（11）的罐主体（11-1）内，外磁钢（13-1）与内磁钢（13-2）由罐体（11）隔离；横梁（15）水平设置在罐体（11）的罐主体（11-1）的上端口下方，横梁（15）的中间部位设有轴承座，轴承（16）固定安装在轴承座上；搅拌轴（14-1）在罐主体（11-1）内上下向设置，搅拌轴（14-1）的轴身上从上至下设有2至4层搅拌桨叶（14-2），搅拌轴（14-1）的下端与内磁钢（13-2）固定连接，上端与轴承（16）连接，从而搅拌轴（14-1）通过轴承（16）和轴承座转动连接在横梁（15）上；

过滤装置（2）包括储液罐（21）、热交换器（22）、陶瓷膜过滤器（23）、离心泵（24）、料液输送管路（25）、过滤液回收管路（26）、放料管路（27）、残余物料出口管路（28）和管路上的各个阀门；储液罐（21）包括罐体（21-1）和上盖（21-2），罐体（21-1）的底部设有出料口（21-1-1），出料口（21-1-1）与料液输送管路（25）的相应的进料端口密封固定连接，通过管路依次与热交换器（22）和陶瓷膜过滤器（23）相连，上盖（21-2）上设有回料口（21-2-1），回料口（21-2-1）与料液输送管路（25）的相应的出料端口密封固定连接；

热交换器（22）包括内管（22-1）、套在内管（22-1）外的外壳（22-2），内管（22-1）和外壳（22-2）之间形成冷却水室（22-5）；外壳（22-2）上设有位于上端的进水口（22-2-3）和位于下端的出水口（22-2-4），进水口（22-2-3）与冷水机的出水口相连；内管（22-1）的下端为进料端口，上端为出料端口；

陶瓷膜过滤器（23）包括外壳（23-1）和陶瓷滤芯（23-2），陶瓷滤芯（23-2）设置在外壳（23-1）内，在陶瓷滤芯（23-2）和外壳（23-1）之间留有用以容纳过滤液空隙（23-4）；外壳（23-1）的外侧壁上设有过滤液的位于外侧下部的下出口（23-1-1）和位于外侧上部的上出口（23-1-2），所述下出口（23-1-1）通过管道与位于下侧的下侧过滤液回收管路（26-1）相连通，上出口（23-1-2）通过管道与位于上侧的上侧过滤液回收管路（26-2）相连通；陶瓷膜过滤器（23）有4根，按照从左至右的次序依次称为第一过滤器（23a）、第二过滤器（23b）、第三过滤器（23c）和第四过滤器（23d）；

离心泵（24）的进料口通过管路与储液罐（21）的出料口（21-1-1）相连；

冻干装置包括深冷冰箱和冻干机，冻干机的温度传感器（32）固定在物料盘（31）的侧壁上，并且位于侧壁的上下向的中间位置；温度传感器（32）的探测端位于物料盘（31）内部，朝向物料盘（31）外侧的一端与电缆（33）连接，电缆（33）的另一端与电缆接头（34）连接后与冻干机的温度测定控制系统的接头相连；

粉碎器（4）包括底座（41）、立柱（42）、电机（43）、左皮带轮（44-1）、皮带（44-2）、右皮带轮（44-1）、杆轴（45）、粉碎刀片（45-1）、料斗（46）、落料管（47）、滤网（48）和出料管（49）；底座（41）放置在地面上，立柱（42）垂直固定在底座（41）的上表面上，电机（43）的转轴（43-1）朝上并由其电机座固定设置在立柱（42）；立柱（42）的上端还固定连接水平设置的横杆（42-1），横杆（42-1）的右端设有轴承座和轴承；左皮带轮（44-1）与电机（43）的转轴（43-1）固定连接，右皮带轮（44-3）与杆轴（45）固定连接，两个皮带轮（44-1）之间由皮带44-2相连并传输动力；

杆轴（45）的上部通过轴承座和轴承而转动连接在横杆（42-1）上，并且杆轴（45）的上端头穿过轴承，再与位于横杆（42-1）上方的右皮带轮（44-3）固定连接；杆轴（45）的下部伸入滤网（48）中，杆轴（45）位于滤网48的中央，杆轴（45）上固定连接粉碎刀片（45-1）；所述滤网（48）的上端边沿与落料管（47）的下端落料口边沿通过法兰相接，落料管（47）的上方设置料斗（46）；

制备方法包括以下步骤：

①准备培养液并灭菌；

②接种，将步骤①配置的培养液倒入发酵罐（1）中，将菌接种到培养基中；

③发酵，将步骤②接种的物料在发酵罐（1）中培养，发酵过程中打开发酵罐（1）的电机（12），内磁钢（13-2）带动搅拌轴（14-1）从而带动搅拌桨叶（14-2）转动，将物料混合均匀；

④过滤浓缩，打开过滤装置（2）的储液罐（21）的上盖（21-2），将步骤③发酵完毕的物料倒入储液罐（21）中；然后打开离心泵（24），储液罐（21）中的物料在压力作用下先进入热交换器（22），从热交换器（22）中流出后分流进入第一陶瓷膜过滤器组的的第一过滤器（23a）和第二过滤器（23b），从两个过滤器的陶瓷滤芯（23-2）滤出的过滤液通过管路进入下侧过滤液回收管路（26-1）和上侧过滤液回收管路（26-2）排出；接着物料合流后再次分流进入第二陶瓷膜过滤器组的第三过滤器（23c）和第四过滤器（23d）进一步过滤浓缩，所得滤液分别从下侧过滤液回收管路（26-1）经过第六阀门（29-6）和从上侧过滤液回收管路（26-2）经过第五阀门（29-5）排出；从第二陶瓷膜过滤器组出来的物料回到储液罐（21）中；接着物料再从储液罐（21）的出料口（21-1-1）进入料液输送管路（25）开始第二回的过滤过程；过滤过程循环进行，直至物料浓缩至原体积的25%～40%，打开放料管路（27）的阀门取出物料；

⑤冷冻干燥，先对冻干机的物料盘（31）消毒，将步骤④已经过滤浓缩的物料与菌体冻干保护剂混合均匀后，装入物料盘（31）中；先将物料盘送入深冷冰箱，在-40℃至-50℃下冻结；冻结后取出物料盘（31），将其送入冻干机中，将温度传感器（32）的电缆插头（34）与冻干机的温度测定控制系统的接头相连，在真空度为1Pa下进行干燥；

⑥粉碎，打开粉碎器（4）的电机（43），将步骤⑤冻干后获得的物料送入粉碎器（4）的料斗（46）中，物料进入滤网（48）中后被高度旋转的粉碎刀片（45-1）破碎，破碎后的颗粒小于滤网（48）的孔径时即从滤网（48）中落下，并在出料管（49）的下方收集；

⑦混合，将步骤⑥已经粉碎好的物料与辅料放入搅拌器（5）中混合均匀，混匀后进行包装获得产品。

2.根据权利要求1所述的制备益生菌的方法，其特征在于：步骤②接种时，菌种接种到培养基中后占接种后物料重量的1%。

3.根据权利要求1所述的制备益生菌的方法，其特征在于：制备方法所用的制备益生菌的设备系统的过滤装置（2）的热交换器（22）还包括下侧连接套组件（22-3）和上侧连接套组件（22-4）；热交换器（22）的外壳（22-2）由其下端板（22-2-1）密封焊接固定在内管（22-1）的外侧的下端部位上，外壳（22-2）由其上端板（22-2-2）密封焊接固定在内管（22-1）的外侧的上端部位上，从而在内管（22-1）和外壳（22-2）之间形成冷却水室（22-5）；

内管（22-1）的下端向下伸出外壳（22-2），且其外壁上设有外螺纹，下侧连接套组件（22-3）由其连接套旋合在内管（22-1）的下端的外螺纹上；

内管（22-1）的上端为出料端口，向上伸出外壳（22-2），且其外壁上设有外螺纹；上侧连接套组件（22-4）由其连接套旋合在内管（22-1）的上端的外螺纹上。

4.根据权利要求3所述的制备益生菌的方法，其特征在于：制备方法所用的制备益生菌的设备系统的过滤装置（2）的陶瓷膜过滤器（23）还包括上端盖（23-3）、下侧密封套组件（23-5）和上侧密封套组件（23-6）；

陶瓷膜过滤器（23）的外壳（23-1）的主体为圆管体，该圆管体的上下端口上分别设有外螺纹，外壳（23-1）的圆管体的内壁上端设有内螺纹，外壳（23-1）还设有与所述圆管体连为一体的底板（23-1-3），该底板（23-1-3）设有中央孔以及围绕中央孔设置位于上表面上的安装槽；

上端盖（23-3）设有中央孔以及围绕中央孔设置位于下表面上的安装槽，上端盖（23-3）的外周侧部设有与外壳（23-1）的圆管体上的内螺纹相配合的外螺纹，上端盖（23-3）由其外螺纹旋合在外壳（23-1）的圆管体的内螺纹上；

陶瓷滤芯（23-2）的下端设置在外壳（23-1）的底板（23-1-3）的安装槽中，上端盖（23-3）由其安装槽套在陶瓷滤芯（23-2）的上端上，从而外壳（23-1）、陶瓷滤芯（23-2）和上端盖（23-3）相互间固定连接在一起，陶瓷滤芯（23-2）与外壳（23-1）之间的空隙（23-4）与外壳（23-1）的下出口（23-1-1）和上出口（23-1-2）相连通；

下侧密封套组件（23-5）由其连接套旋合在外壳（23-1）的圆管体的下端的外螺纹上，而与陶瓷滤芯（23-2）的下端口相连通；上侧密封套组件（23-6）由其连接套旋合在外壳（23-1）的圆管体的上端的外螺纹上，而与陶瓷滤芯（23-2）的上端口相连通。

5.根据权利要求4所述的制备益生菌的方法，其特征在于：制备方法所用的制备益生菌的设备系统的过滤装置（2）的料液输送管路（25）按照储液罐（21）中物料的流转路径依次包括第一管路（25-1）、第二管路（25-2）、第三管路（25-3）、第四管路（25-4）、第五管路（25-5）、第六管路（25-6）、第七管路（25-7）、第八管路（25-8）和第九管路（25-9）；

第一管路（25-1）上设有串联在其管道上的第一阀门（29-1），第一管路（25-1）的进料端口与储液罐（21）的罐体（21-1）的出料口（21-1-1）密封固定连接，第一管路（25-1）的出料口与第一三通接头（24-1）的上端接口相连，第一三通接头（24-1）的左端接口与料液输送管路（25）的第二管路（25-2）的右进料端相连，第一三通接头（24-1）的右端接口与放料管路（27）相连，放料管路（27）的出料口与第一三通接头（24-1）的右端接口之间的管道上设有串联的第二阀门（29-2）；

第二管路（25-2）的左出料端与离心泵（24）的进料口密封固定相连，第二管路（25-2）上还设有串联在其管道上的蝶阀（29-7）；

第三管路（25-3）的进料端口与离心泵（24）的位于上方的出料口密封固定连接，第三管路（25-3）的出料端口与热交换器（22）的下侧连接套组件（22-3）密封固定连接，从而与内管（22-1）的下端进料口相连通；

第四管路（25-4）的进料端口与位于下方的热交换器（22）的上侧连接套组件（22-4）密封固定连接，从而与内管（22-1）的上端出料口相连通，第四管路（25-4）上设有串联在其管道上的第三阀门（29-3）；

第五管路（25-5）包括第一四通接头（24-5）、左支路和右支路，第一四通接头（24-5）的下端接口与第四管路（25-4）的出料端口相连，第一四通接头（24-5）的上端接口接流量计，左端接口与第五管路(25-5)的左支路的进料口相连，右端接口与第五管路（25-5）的右支路的进料口相连；第五管路（25-5）的左支路的出料口与位于下方的陶瓷膜过滤器（23）的第一过滤器（23a）的上侧密封套组件（23-6）密封固定连接，从而与第一过滤器（23a）的陶瓷滤芯23-2的上端口相连通，第五管路（25-5）的右支路的出料口与第二过滤器（23b）的上侧密封套组件（23-6）密封固定连接，从而与第二过滤器（23b）的陶瓷滤芯（23-2）的上端口相连通；

第六管路（25-6）由第二三通接头（24-2）、左支路和右支路构成，第六管路（25-6）的左支路的上端进料口与位于上方的第一过滤器（23a）的下侧密封套组件（23-5）密封固定连接，从而与第一过滤器（23a）的陶瓷滤芯（23-2）的下端口相连通，第六管路（25-6）的右支路的上端进料口与位于上方的第二过滤器（23b）的下侧密封套组件（23-5）密封固定连接，从而与第二过滤器（23b）的陶瓷滤芯（23-2）的下端口相连通；第六管路（25-6）的左支路的出料口与第二三通接头（24-2）的左端接口相连，右支路的下端出料口与第二三通接头（24-2）的上端接口相连；

第七管路（25-7）包括主管路和左右两条支路，主管路包括主管道、第三三通接头（24-3）和第四三通接头（24-4）；主管道的左端口与第六管路（25-6）的第二三通接头（24-2）右端接口相连，第三三通接头（24-3）由其左右端接口串联在主管道中；第三三通接头（24-3）的上端接口与第七管路（25-7）的左支路的进料口相连，第七管路（25-7）的左支路的出料口与第三过滤器（23c）的下侧密封套组件（23-5）密封固定连接，从而与第三过滤器（23c）的陶瓷滤芯（23-2）的下端口相连通；第四三通接头（24-4）由其左端接口与主管道的右端口相连，第四三通接头（24-4）的右端接口与残余物料出口管路（28）相连，所述残余物料出口管路（28）上设有串联于其管道的第四阀门（29-4）；第七管路（25-7）的第四三通接头（24-4）的上端接口与第七管路（25-7）的右支路的进料口相连，第七管路（25-7）的右支路的出料口与第四过滤器（23d）的下侧密封套组件（23-5）密封固定连接，从而与第四过滤器（23d）的陶瓷滤芯（23-2）的下端口相连通；

第八管路（25-8）包括第二四通接头（24-6）、左支路和右支路，第八管路（25-8）的左支路的下端进料口与第三过滤器（23c）的上侧密封套组件（23-6）密封固定连接，从而与第三过滤器（23c）的陶瓷滤芯（23-2）的上端口相连通；第八管路（25-8）的右支路的下端进料口与第四过滤器（23d）的上侧密封套组件（23-6）密封固定连接，从而与第四过滤器（23d）的陶瓷滤芯（23-2）的上端口相连通；第八管路（25-8）的左支路的出料口与第二四通接头（24-6）的左端接口相连，第八管路（25-8）的右支路的出料口与第二四通接头（24-6）的右端接口相连，所述第二四通接头（24-6）的上端接口接流量计，下端接口与第九管路（25-9）的进料端相连；

第九管路（25-9）的出料端与储液罐（21）的上盖（21-2）的回料口（21-2-1）密封固定连接。

6.根据权利要求1所述的制备益生菌的方法，其特征在于：制备方法所用的制备益生菌的设备系统的搅拌器（5）包括底座（51）、混合槽（52）、盖板（53）、减速机（54）、减速箱（55）、搅拌轴（56）和搅拌桨叶（57），底座（51）由支脚（51-1）支撑在地面上，减速机（54）和减速箱（55）分别设置在底座（51）的两端，混合槽（52）固定设置在底座（51）上并且位于减速机（54）和减速箱（55）之间；

搅拌轴（56）和搅拌桨叶（57）位于混合槽（12）内，搅拌桨叶（57）固定在搅拌主轴（56）上，搅拌桨叶（57）是由两组桨叶片组成的S型搅拌桨叶；

搅拌轴（56）的一端从混合槽（52）的一端侧壁伸出，与减速箱（55）的主轴通过联轴器相连接；搅拌器主轴（56）的另一端从混合槽（52）的另一端侧壁伸出，与减速机（54）的转轴通过联轴器相连接。

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