CN108165484B - 一种高效发酵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效发酵装置，包括第一罐体、第二罐体及进料管件；所述第一罐体和第二罐体间设有加热腔；所述第一罐体内设有螺旋设置的升温管件，所述升温管件与所述升温腔相连通。本发明设置升温腔，可对发酵罐恒温水浴加热；设置内盖体件可实现初步密封，避免短时间内气体进入至发酵罐内，设置外盖体可实现了二次密封，通过设置内升温管件和升温腔，可对发酵罐内的液体进行恒温水浴加热，且内管件于内部加热，升温腔于外部加热，使整个发酵液内外均匀受热，且维持于恒温下，保持菌体正常生长。

Description

一种高效发酵装置

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，尤其是涉及一种高效发酵装置。

背景技术

生物发酵过程中，对发酵罐内的环境和温度要求很高，温度的变化和内部的环境的变化会直接导致发酵失败，难以形成菌体，现有的发酵装置，通常只采用外部水浴加热，但该加热方式会导致局部温度过高，内部难以达到预期温度，因此会导致外部易发酵成功，内部难以成功发酵成菌体，或者外部温度过高菌体死亡，内部存在菌体，造成菌体成活率低。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种加热均匀的高效发酵装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高效发酵装置，包括第一罐体、第二罐体及进料管件；所述第一罐体和第二罐体间设有加热腔；所述进料管件设有内盖体和套设于进料管件外的外盖体；所述内盖体和外盖体间设有液封层，该液封层通过一液体进出口与加热腔相连通；所述第一罐体内设有螺旋设置的升温管件，所述升温管件与所述升温腔相连通。本发明通过设置升温腔，可对发酵罐内的液体进行恒温水浴加热，保持菌体正常生长；设置内盖体件可对进料管件实现初步密封，避免短时间内气体进入至发酵罐内，导致菌体死亡，设置外盖体可实现了二次密封，进一步将进料管件和大气隔开，且于内盖体和外盖体之间形成的空隙作为液封层，向内部通入液体实现液封，可完全隔绝气体进入至发酵罐内，且密封的时间长，不受密封时间的影响，可顺利保证菌体的正常生长；通过设置液体进出口将升温腔和液封层相连通，因此升温腔内的液体可进入至液封层内，对液封层填充液体，且保持液封层的液体温度与升温腔内液体温度相同，避免外部温度通过进料管件穿入至发酵罐内，造成发酵罐内温度不稳定而导致菌体无法正常生长；同时还减小了操作工序，无需专门添加液体至液封层内以实现液封，便于操作；通过设置内升温管件和升温腔，可对发酵罐内的液体进行恒温水浴加热，且内管件于内部加热，升温腔于外部加热，使整个发酵液内外均匀受热，且维持于恒温下，保持菌体正常生长。

进一步的，所述升温管件上设有多个传热条；设置传热条可快速将升温管件上的温度沿着传热条向外扩散，使得第一罐体内的发酵液升温速率变快，保温效果更好。

进一步的，所述升温腔内设有可上下动作的封堵件，所述外盖体上设有用于推动所述封堵件向下活动的推杆；封堵件可封闭液体进出口，于第二封堵件未安装时，使升温腔封闭，便于液体填充满升温腔，便于提前加热发酵罐，使加热罐内温度达到所需温度，便于发酵液快速达到所需的温度，且使整个发酵液整体受热均匀，避免局部受热而造成部分发酵液无法发酵出菌体。

进一步的，所述升温腔内设有一复位件，该复位件一端与所述封堵件相连，另一端与所述第一罐体相连；复位件使封堵件与液体进出口紧密贴合，从而隔绝升温腔内的液体流出，同时液避免升温腔内的温度传出。

进一步的，所述第二罐体内壁上设有限位套，所述封堵件设于该限位套内；所述复位件上套设有一套管部件，该套管部件包括固设于第一罐体上的下套管和固设于所述封堵件下端面上的上套管，所述下套管部分穿设于所述上套管内；设置限位套，且封闭件位于限位套内，对封闭件实现限位，避免封闭件封闭时位置发生偏移而造成流液开口无法完全封闭，导致加热层内液体流出；设置上套管和下套管套设在弹性件上，对弹性件实现定位，避免因弹性件左右晃动而造成封闭件偏移，确保封闭件成功封闭流液开口，且设置成上下套管，不会影响弹性件向下收缩，确保弹性件正常使用。

进一步的，所述下套管外壁上设有第一凸环，所述上套管内壁上设有与所述第一凸环相配合的第二凸环；于上套管内设置第一凸环，下套管内设置第二凸环，两凸环相互限制，避免上套管从下套管上脱离开，造成装置不稳定。

进一步的，还包括多个设于所述第一罐体侧壁上的搅拌件；搅拌可对第一罐体内的发酵液搅拌，增大发酵液与升温管件间的接触次数，是发酵液的温度恒定，发酵效果增强；且搅拌件设于第一罐体侧壁上，相较于传统的搅拌件将搅拌液横向搅拌，该搅拌方式对发酵液以竖直的方向进行搅拌，可带动位于第一罐体底部的发酵液向上翻动，从而发酵液混合均匀，发酵液所处的环境全都相同，提高菌体的数量。

进一步的，所述搅拌件包括分别穿过第一罐体和第二罐体上的传动轴、设于传动轴上的减速部件及与减速部件相连的搅拌桨；所述搅拌桨上设有可与第一罐体底部相接触的柔性层；传动轴可将外部电机的转动穿至减速部件上，而减速部件则可放慢搅拌桨的转动速率，避免搅拌桨快速转动造成发酵液飞溅，从而造成发酵液损失；在搅拌桨上设置柔性层，该柔性层可与第一罐体的底部相接触，将底部的发酵液搅动，且柔性层的性质柔软，不会折断和影响搅拌桨转动，且柔性层不会对发酵液内的菌体造成破坏。

进一步的，所述柔性层上设有多个搅动齿，该搅动齿为倾斜设置；搅动齿可减小柔性层与第一罐体底部的接触面积，减小摩擦，同时还不会影响柔性层搅动第一罐体底部的发酵液；将搅动齿设为倾斜设置，从而搅动齿搅动发酵液的时发酵液可沿着搅动齿的面流动，减小了搅动齿与发酵液之间正面接触的面积，使搅动齿搅动更加顺畅。

综上所述，本发明设置升温腔，可对发酵罐恒温水浴加热；设置内盖体件可实现初步密封，避免短时间内气体进入至发酵罐内，设置外盖体可实现了二次密封，内盖体和外盖体间的液封层，可完全隔绝气体，且密封的时间长，可保证菌体正常生长；设置液体进出口将升温腔和液封层相连通，升温腔内的液体填充液封层，保持液封层与升温腔温度相同；还减小操作工序，无需专门添加液体至液封层内以实现液封，便于操作；设置内升温管件和升温腔，可对发酵罐内的液体进行恒温水浴加热，且内管件于内部加热，升温腔于外部加热，使整个发酵液内外均匀受热，且维持于恒温下，保持菌体正常生长。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为图2中B处的放大图。

图4为图2中C处的放大图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1-4所示，一种高效发酵装置，包括第一罐体1、第二罐体 2、升温腔12、升温管件4及密封部件5，所述的第一罐体1设在第二罐体2内，且两罐体之间具有间隙，该间隙为所述的升温腔12；所述的升温管件4呈螺旋状的设在第一罐体1内，且该升温管件4一端与所述升温腔12相连通，另一端与设于发酵罐外的恒温的水池相连通，在该升温管件4上设有多个传热条49，该传热条49为金属条，沿所述升温管件4的长度方向间隔均匀的分布，金属条传热快，因此升温管件4的温度可快速传出；所述的恒温水池通过水泵将恒温水泵送入升温管件4内，同时升温管件4内的水进入至升温腔12内，将升温腔12填充满，从而实现对发酵罐的整体升温，使发酵罐内的整体温度达到37℃；进一步的，所述的进料管件3设在第二罐体2上，且穿过两个罐体与设于第一罐体1内的腔室相连通，该进料管件3为带有内螺纹的金属管。

为了保证对进料管件实现密封，在所述进料管件上设置有一个密封部件5，该密封部件5包括内盖体51和外盖体52，所述的内盖体 51为一带有外螺纹的圆台形金属塞，因此内盖体51可螺接入进料管件3上，且内盖体51上端部上设有一密封帽511，该密封帽511上设有一凹环512，且凹环512内设有一密封圈513，该密封圈为O形橡胶密封圈；所述进料管件3上端部的内壁上设有与所述密封圈513 相配合的密封凹环313，该密封凹环313内设有一向上凸起的凸筋314，所述内盖体51螺接入进料管件3后，所述密封圈513侧壁与所述密封凹环313的侧壁紧密贴合，所述的凸筋314使密封圈513发生局部变形，从而在密封圈513在弹力作用下，与凸筋314紧密贴合，不会留有缝隙，完全杜绝液体会从内盖体51和进料管件3的连接处进入至第一罐体1中；进一步的，所述的外盖体52套设在进料管件 3外，且外盖体52与内盖体51间设有液封层53，该液封层53为内盖体51和外盖体52间的间隙，且在第二罐体2上设置了两个液体进出口21，两个液体进出口21为对称设置，通过这两个液体进出口21 使液封层53与升温腔12相连通，从而升温腔12内的水可通过一个液体进出口21进入至液封层53，然后通过另一个液体进出口21回到升温腔53。

进一步的，为了对液体进出口21实现开启和关闭，在所述升温腔12内设有两个封堵件61，两封堵件61分别分配至两液体进出口 21处，即每个液体进出口21通过一个密封件61实现密封，所述的密封件61为一金属板；在所述的外盖体上设有用于推动所述密封件61向下按活动的推杆521，该推杆为金属杆；具体的，在所述的外盖体52的侧壁上设有活动腔529，所述的推杆521设在活动腔529 内该活动腔下端部为开口设置，因此推杆521可部分伸出活动腔，从而下压封堵件61，且推杆521上固设有橡胶活塞528，该橡胶活塞 528与所述活动腔529的内壁紧密贴合，且活动腔529的内壁为光滑设置，因此液体无法从活动腔529内流出，避免发生漏液情况；为了增强密封件61对液体进出口21的密封性，在所述液体进出口21的周边设有两个由内向外凹陷的凹环219，在所述密封件61的上端面上设有两个与所述凹环219相配合的防漏圈619，该漏圈为O形橡胶圈，封堵件61封闭液体进出口21，防漏圈619卡入至凹环219内，且防漏圈619与凹环219内壁紧密贴合；为了保持封堵件61封闭液体进出口21，在所述封堵件61的底面上固连有两个复位件62，该复位件62为弹簧，且两复位件62固设在所述第一罐体1上，从而封堵件61在复位件62弹力作用下，保持对液体进出口21封闭。

进一步的，为了保证封堵件61对液体进出口21封闭的准确性，在所述第二罐体2的内壁上设有一限位套22，该限位套22包括第一套体221和第二套体222，所述的第一套体221的横切面直径与封堵件的直径大小相同，即封堵件61的侧壁与第一套体221内壁相贴合，第二套体222的横切面直径大于第一套体221的横切面直径，且两个套体通过一斜面相连，因此密封件61在经过外力向下推动时，密封件61从第一套体221内推至第二套体222中，密封件61和第二套体 222的侧壁具有间隙，因此水从该间隙流进或流出；进一步的为了避免复位件62发生左右晃动，我们在复位件62下端套设有一个下套管 71，上端套设有一上套管72，所述的上套管72与封堵件61的下端面相连，下套管71与所述第一罐体1的外壁相连，且下套管71部分穿设于上套管72内，且在所述的上套管72的内壁上固设有一第二凸环721，下套管71外壁的上端固设有第一凸环711，所述的第二凸环721和第一凸环711相互限制，从而上套管72无法从下套管71中脱离开，确保了装置的稳定性。

为了使得升温管件4、升温腔12及液封层53内的液体循环流动，在所述外壳体上设有与升温腔12相连通的出水管件91，该出水管件 91的高于所述外盖体52的高度，因此可保持液封层53内的液体充满；在发酵罐的下端部上设有与所述第一罐体相连通的出料管道92；在所述发酵罐的侧壁上设有伸入至第一罐体内的温度计93和PH计 94。

进一步的，在所述的第一罐体1侧壁上的搅拌件8，该搅拌件8 包括传动轴81、减速部件82及搅拌桨83，其中所述的第一罐体1和第二罐体2间设有一内部中空的通管80，通管80内壁上设有橡胶层，传动轴81从该通管80中穿过，然后前端进入至第一罐体1内，所述的减速部件82和传动轴81的前端相连接，该减速部件82为一行星齿轮组，该行星齿轮组为现有技术，因此不再赘述；在减速部件82 端部上连接有一横向设置的转动轴84，所述的搅拌桨83固设在该转动轴84上，该搅拌桨83为不锈钢金属片，在该搅拌桨83的端部上设有柔性层831，该柔性层831在转动轴84转动过程中，会与第一罐体1的底部相接触，该柔性层831为橡胶制成的橡胶片，因此在与第一罐体1底部相接触时，柔性层831会发生形变，并搅动第一罐体 1底部的发酵液；所述的柔性层831上还设置有多个倾斜设置的搅动齿832，该搅动齿832的齿尖为弧形设置，该弧形设置可以尽可能的增大搅动齿832与第一罐体1底部的接触面积，同时还可减小搅动齿 832齿尖的摩损。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种高效发酵装置，包括第一罐体（1）、第二罐体（2）及进料管件（3）；其特征在于：所述第一罐体（1）和第二罐体（2）间设有升温腔（12）；所述进料管件（3）设有内盖体（51）和套设于进料管件（3）外的外盖体（52）；所述内盖体（51）和外盖体（52）间设有液封层（53），该液封层（53）通过一液体进出口与升温腔（12）相连通；所述第一罐体（1）内设有螺旋设置的升温管件（4），所述升温管件（4）与所述升温腔（12）相连通；所述升温管件（4）上设有多个传热（49）；

还包括多个设于所述第一罐体（1）侧壁上的搅拌件（8）；所述搅拌件（8）包括分别穿过第一罐体（1）和第二罐体（2）上的传动轴（81）、设于传动轴（81）上的减速部件（82）及与减速部件（82）相连的搅拌桨（83）；所述搅拌桨（83）上设有可与第一罐体（1）底部相接触的柔性层（831）。

2.根据权利要求1所述的一种高效发酵装置，其特征在于：所述升温腔（12）内设有可上下动作的封堵件（61），所述外盖体（52）上设有用于推动所述封堵件（61）向下活动的推杆（521）。

3.根据权利要求2所述的一种高效发酵装置，其特征在于：所述升温腔（12）内设有一复位件（62），该复位件（62）一端与所述封堵件（61）相连，另一端与所述第一罐体（1）相连。

4.根据权利要求3所述的一种高效发酵装置，其特征在于：所述第二罐体（2）内壁上设有限位套（22），所述封堵件（61）设于该限位套（22）内；所述复位件（62）上套设有一套管部件（7），该套管部件（7）包括固设于第一罐体（1）上的下套管（71）和固设于所述封堵件（61）下端面上的上套管（72），所述下套管（71）部分穿设于所述上套管（72）内。

5.根据权利要求4所述的一种高效发酵装置，其特征在于：所述下套管（71）外壁上设有第一凸环（711），所述上套管（72）内壁上设有与所述第一凸环(711)相配合的第二凸环(721)。

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