CN104017724A - 一种重力式发酵提取一体罐及其提取方法 - Google Patents

一种重力式发酵提取一体罐及其提取方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种重力式发酵提取一体罐及其提取方法，包括发酵罐和罐盖，所述发酵罐体底部位置设有过滤网，所述过滤网与罐体内壁匹配结合，其特征在于：所述发酵罐底部位置设有沉淀罐，所述发酵罐与沉淀罐可以实现密封匹配，所述发酵罐侧部位置设有支撑发酵罐的支撑件，所述支撑件与感应发酵罐重量的重力传感系统连接，本通过重力控制系统，实现在原料发酵一定时段后会与沉淀罐进行分离，从而使得一定量的空气进入沉淀罐，避免了由于缺少氧气而造成沉淀罐内的液体生长和代谢降低的情况。

Description

一种重力式发酵提取一体罐及其提取方法
技术领域
本发明涉及生物发酵提取装置，具体的说，是涉及到一种重力式发酵提取一体罐及其提取方法。 
背景技术
目前，现有生物发酵的设备有很多了，但是他们一般只有一种单一的发酵功能，没有过滤设备，也没有分离提取功能，滤网装置用于过滤，而随后人们发明一种新型发酵罐，专利号：其包括罐体、膜过滤器、管道，膜过滤器设置于罐体内部，所述管道一端在罐内连接有膜过滤器，管道的另一端通向罐外或通过空心的搅拌轴通向罐外。膜过滤器可以通过管道设置在罐壁上，也可以设置在空心的搅拌轴上，膜过滤器与罐的纵轴可以成0-90°角度。在生物发酵的同时，进行膜分离操作，发酵罐内的正压或/和罐外的负压使液相物料透过膜，通过管路到达发酵罐外的其它装置，悬浮的细胞和被截流的颗粒被截留在发酵罐内继续发酵。本发明的新型发酵罐利用发酵罐与膜分离结合的特点，在罐中实现了细胞培养与产物提取的耦合；不影响细胞的生长和代谢，反应效果好，生化反应体系稳定，且成本低投资小，适合生物反应应用。但是该设备无法实现一体化功能 
随后，人们发明了一种多功能连续式发酵提取一体化装置，包括涉及发酵提取装置。设有罐体、罐盖、筒状滤网、进水管、清液排水管、浊液排水管、加热件、杀菌器件和进气管；罐盖封盖在罐体上端，筒状滤网设于罐体内，筒状滤网上端与罐体内壁接合，进水管上设有水位控制进水阀和三通式可调比例阀，进水管进水口外接清水源，进水管的2个出水口分别位于筒状滤网底部和罐体底部，清液排水管进水口位于筒状滤网下方，清液排水管出水口外接清液收集槽，浊液排水管进水口接设于罐体底面的浊液排口，浊液排水管出水口外接浊液收集槽，加热件设于筒状滤网底部，杀菌器件设于罐盖内表面，进气管设于罐盖上，进气管进气口外接大气，进气管出气口设有空气滤清器。该设备以及解决了发酵和提取一体化的功能。 
但是，经过发明人发现，在发酵产品在进行渗透后，长期不与空气接触，其会影响细胞生长和代谢，从而使得发酵液质量下降。因此，这就需要一种能够提高发酵液质量的设备来解决上述问题。 
发明内容
本发明针对现有发酵提取装置，自动化程度低，产品质量不足的缺陷，提供一种重力式发酵提取一体罐及其提取方法解决上述问题。 
本发明的方案是通过这样实现的：构造一种重力式发酵提取一体罐，包括发酵罐和罐盖，所述发酵罐体底部位置设有过滤网，所述过滤网与罐体内壁匹配结合，所述发酵罐底部位置设有沉淀罐，所述发酵罐与沉淀罐可以实现密封匹配，所述发酵罐侧部位置设有支撑发酵罐的支撑件，所述支撑件与感应发酵罐重量的重力传感系统连接，所述支撑件可通过伸缩实现发酵罐与沉淀罐的分离或结合，所述发酵罐与沉淀罐侧均设有注水管道，所述沉淀罐底部位置设有清液管和浑液管，所述沉淀罐侧部设有PH检测装置。 
本发明方案的技术基本原理是：在现有技术中，在实现发酵和提取一体的功能基础上，通过设置一个重力传感系统使得当发酵罐发酵一定程度后，使得发酵罐与沉淀罐自动分离，使得新鲜的空气进入沉淀罐，保证产品能够在发酵后获取新的氧气从而保证产品质量。 
本发明中，作为进一步改进，发酵罐顶部的罐盖处设有臭氧发生器，所述臭氧发生器设置在罐盖下部位置，并通过伸缩杆与重力传系统连接，所述臭氧发生器可在罐盖下部位置进行伸缩。通过可伸缩的臭氧发生器，使得臭氧发生器可以在最接近液体表面进行臭氧杀菌功能，从而增加整体发酵质量。 
本发明中，作为进一步的改进，沉淀罐侧部位置设有臭氧发生器。该臭氧发生器可以在发酵罐与沉淀罐分离重新结合后开启，对空气进行杀菌。 
而上述的重力控制系统，可以是包括重力监控器以及其他电器程序件组成的设备，可以采用现有的技术实现。 
上述的重力式发酵提取一体罐的提取方法，包括以下步骤： 
步骤1：将原料和发酵菌放置在发酵罐中，将水注入发酵罐中，并通过重力感应系统设置发酵罐重量比减少达到a后，将发酵罐与沉淀罐分离；通过重力感应系统设置当重量比减少达到b后，自动开启注水管道； 
步骤2：当原料和水注入稳定后，将罐盖处的臭氧发生器下降至水面进行消毒； 
步骤3：随后原料进行发酵，并从过滤网渗透入沉淀罐，发酵罐质量比减少量达到a后，重力感应系统发送信号至支撑件，使得支撑件上升，将发酵罐与沉淀罐进行分离，让空气进入沉淀罐，随后支撑件再下降，使发酵罐和沉淀罐结合密封，沉淀罐内进行臭氧发生器杀毒； 
步骤4：当沉淀罐中的渗透物渗透后，沉淀罐形成上下分层，上部为清液，下部为浑浊液，PH检测装置6到PH值达到要求时，随后通过清液管和浑液管分别进行液体回收； 
步骤5：当重量比减少达到b后，自动开启注水管道进行发酵罐的注水。 
本发明中，作为优选方案，以上所述发酵罐重量比a数值为：总重量减少15％-20％，所述发酵罐重量比b数值为：总重量减少20％-40％，所述发酵罐与沉淀管分离时间为10S-20S，采用上述的数值，较现有的技术比，所得的清液纯净率提高5％以上。 
本发明的有益效果是： 
1.通过将设备分成发酵罐和沉淀罐两个区域，从而将发酵和沉淀形成了2个不同的区 
域，从而实现了发酵和提取一体化。 
2.本通过重力控制系统，实现在原料发酵一定时段后会与沉淀罐进行分离，从而使得一 
定量的空气进入沉淀罐，避免了由于缺少氧气而造成沉淀罐内的液体生长和代谢降低的 
情况。 
3.本发明结构简单,制作成本低,可以自动运行，无需人员看护，便于本行业推广运用。 
附图说明
图1是本发明整体结构示意图； 
图中零部件名称及序号： 
造粒装置A； 
发酵罐1、沉淀灌2、伸缩杆3、过滤网4、支撑伸缩杆5、PH检测装置6、臭氧发生器7、发酵罐进水管8、沉淀灌进水管9、清液管10、浑液管11、重力感应器12，罐盖13、臭氧发生器14。 
具体实施方式
以下结合附图和实施例描述本发明，以下实施例以发明最优效果进行解释说明。 
实施例1： 
如图1所示，该重力式发酵提取一体罐，包括发酵罐1和罐盖13，发酵罐1底部位置设有过滤网4，过滤网4与罐体内壁匹配结合，发酵罐1底部位置设有沉淀罐2，发酵罐1与沉淀罐2可以实现密封匹配，发酵罐1侧部位置设有支撑发酵罐1的支撑伸缩杆5，支撑伸缩杆5与感应发酵罐1重量的重力传感系统连接，如图1所示，支撑伸缩杆5与重力感应器12连接，其支撑伸缩杆5的伸缩通过重力感应器12将信号传输至重力传感系统后，控制支撑伸缩杆5的伸缩，从而实现发酵罐1与沉淀罐2的分离或结合，发酵罐1与沉淀罐2侧均设有发酵罐进水管8和沉淀灌进水管9，沉淀罐2底部位置设有清液管10和浑液管11，沉淀罐侧部设有PH检测装置6，发酵罐1顶部的罐盖13处设有臭氧发生器14，臭氧发生器14设置在罐盖13下部位置，并通过伸缩杆3与重力传系统连接，同样的伸缩杆3的伸缩也是根据重力感应器12重力变化而调整其臭氧发生器14的位置变化。 
上述重力式发酵提取一体罐的提取方法如下： 
步骤1：将原料和发酵菌放置在发酵罐1中，将水注入发酵罐1中，使得总重力达到70KG并通过重力感应系统设置发酵罐重量比减少达到15％后，将发酵罐1与沉淀罐2分离；通过重力感应系统设置当重量比减少达到25％后，自动开启发酵罐进水管8； 
步骤2：当原料和水注入稳定后，将罐盖13处的臭氧发生器14下降至水面进行消毒，该过程可以通过重力感应系统根据罐体内重量比进行设置； 
步骤3：随后原料进行发酵，并从过滤网4渗透入沉淀罐2，发酵罐1质量比减少量达到15％后，重力感应器12将信号发至重力感应系统，重力感应系统反馈信号至重力感应器12，随后启动支撑伸缩杆5，使得支撑伸缩杆5上升，将发酵罐1与沉淀罐2进行分离10S，让空气进入沉淀罐2，随后支撑伸缩杆5再下降，使发酵罐1和沉淀罐2结合密封，沉淀罐1内启动臭氧发生器7进行臭氧发生器杀毒； 
步骤4：当沉淀罐2中的渗透物渗透后，沉淀罐2形成上下分层，上部为清液，下部为浑浊液，PH检测装置6到PH值达到要求时，随后通过清液管10和浑液管11分别进行液体回收； 
步骤5：当重量比减少达到25％后，自动开启发酵罐进水管8进行发酵罐1的注水，操作完成。 
要值得说明的是，本发明中的重力感应系统可以通过现有的技术进行设计，其包括本发明所述的重力感应器12，外加控制电脑即可实现，由于本发明主要的关键点不在于其程序方法，因此未给予列举。 
实施例2： 
与实施例1不同之处在于，所述重力感应系统设置发酵罐重量比减少达到20％后，将发酵罐1与沉淀罐2分离；通过重力感应系统设置当重量比减少达到40％后，自动开启发酵罐进水管8，其余工作原理与实施例1相同。 
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本发明所作的举例，而并非对实施的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式子以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。 

Claims (7)

1.一种重力式发酵提取一体罐，包括发酵罐和罐盖，所述发酵罐体底部位置设有过滤网，所述过滤网与罐体内壁匹配结合，其特征在于：所述发酵罐底部位置设有沉淀罐，所述发酵罐与沉淀罐可以实现密封匹配，所述发酵罐侧部位置设有支撑发酵罐的支撑件，所述支撑件与感应发酵罐重量的重力传感系统连接，所述支撑件可通过伸缩实现发酵罐与沉淀罐的分离或结合，所述发酵罐与沉淀罐侧均设有注水管道，所述沉淀罐底部位置设有清液管和浑液管，所述沉淀罐侧部设有PH检测装置。
2.根据权利要求1所述的重力式发酵提取一体罐，其特征在于：发酵罐顶部的罐盖处设有臭氧发生器，所述臭氧发生器设置在罐盖下部位置，并通过伸缩杆与重力传系统连接，所述臭氧发生器可在罐盖下部位置进行伸缩。
3.根据权利要求1所述的重力式发酵提取一体罐，其特征在于：沉淀罐侧部位置设有臭氧发生器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的重力式发酵提取一体罐的提取方法，其特征在于：包括以下步骤
步骤1：将原料和发酵菌放置在发酵罐中，将水注入发酵罐中，并通过重力感应系统设置发酵罐重量比减少达到a后，将发酵罐与沉淀罐分离；通过重力感应系统设置当重量比减少达到b后，自动开启注水管道；
步骤2：当原料和水注入稳定后，将罐盖处的臭氧发生器下降至水面进行消毒；
步骤3：随后原料进行发酵，并从过滤网渗透入沉淀罐，发酵罐质量比减少量达到a后，重力感应系统发送信号至支撑件，使得支撑件上升，将发酵罐与沉淀罐进行分离，让空气进入沉淀罐，随后支撑件再下降，使发酵罐和沉淀罐结合密封，沉淀罐内进行臭氧发生器杀毒；
步骤4：当沉淀罐中的渗透物渗透后，沉淀罐形成上下分层，上部为清液，下部为浑浊液，PH检测装置6到PH值达到要求时，随后通过清液管和浑液管分别进行液体回收；
步骤5：当重量比减少达到b后，自动开启注水管道进行发酵罐的注水。
5.根据权利要去4所述的重力式发酵提取一体罐的提取方法，其特征在于：所述发酵罐重量比a数值为：总重量减少15％-20％。
6.根据权利要去4所述的重力式发酵提取一体罐的提取方法，其特征在于：所述发酵罐重量比b数值为：总重量减少20％-40％。
7.根据权利要去4所述的重力式发酵提取一体罐的提取方法，其特征在于：所述发酵罐与沉淀管分离时间为10S-20S。
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