CN109055193A - 一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐 - Google Patents

一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐，包括罐体和底座，所述罐体内壁设有用于搅拌混合的中空搅拌器，所述罐体的前端设有托轨和环绕罐体的从动齿轮；所述罐体的底端设有中空根轴，所述中空根轴外设有轴承；所述罐体的顶端设有抽真空旋转接头，所述抽真空旋转接头与真空泵连通；所述底座上设有第一支撑座、第二支撑座和电机安装座，所述第一支撑座上设有与所述托轨相配合的托轮，所述第二支撑座与轴承活动连接，所述轴承的末端设有换热介质旋转接头，所述电机安装座上设有驱动电机，所述驱动电机上设有与所述从动齿轮相配合的主动齿轮；本发明具有内外双重加热/降温、双重搅拌以及逆向混合功能，同时还能完成真空干燥，适用于多用途的非在位灭菌固态发酵生产。

Description

一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐
技术领域
本发明属于农业、畜牧业应用的饲料或生物有机肥发酵设备技术领域，具体是一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐。
背景技术
发酵饲料是指在人工控制条件下，微生物通过自身的代谢，可以分解或转化饲料原料中的各种植物性、动物性和矿物性的抗营养因子，从而形成更易被动物采食、消化、吸收且无毒害作用的饲料。这类微生物在饲料中经过发酵，能够产生并积累一定浓度的有机酸和一定数量的活菌体，可以增加动物的釆食量，促进消化吸收，提高饲料的利用率，同时也可以增强动物的免疫力。发酵饲料不仅容易被消化吸收，而且微生物的存在还使得发酵饲料具有类似抗生素的作用，并且，其中还有一些促生长因子，如有机酸、维生素B族、未知生长因子等，可以促进动物的生长，对养殖业有着很重要的意义。因此，对发酵饲料的开发及在生产中的应用有很广阔的前景。
我国农业部发布《饲料添加剂品种目录(2013)》“中华人民共和国农业部公告第2045号)中关于发酵饲料可添加的微生物包括以下菌种。其中最常运用到饲料工业生产中的菌种主要有乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌和霉菌。
发酵罐，指工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒，其容积在一立方米至数百立方米，有一定操作弹性、内部附件尽量减少、物料与能量传递性能强，并可进行一定调节以便于清洗和减少污染，适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。目前发酵罐内的搅拌形式主要分为三类：机械搅拌、水力回流搅拌和沼气回流搅拌。机械搅拌设备简单，安装形式较多，操作方便灵活，但也存在一些缺陷。
申请号为201721070528.1的专利公开了一种可实现混合加热的搅拌罐，其内部设有加热装置和搅拌装置，通过加热装置和搅拌装置可以实现物料的混合搅拌与加热的功能，然而，该专利是通过在罐体内壁设置换热器进行加热，这使得加热不够均匀，且温度不可控制；该专利的搅拌叶轮为三角形叶轮，也会使得搅拌不充分，还需要进一步改进。申请号为201621202661.3的专利公开了一种饲料发酵罐，其两端设有封头，外壁设有夹套，内部设有温湿度传感器，其只能实现温湿度的监测，而不能很好的控制罐体内的温度，无法提供一个恒温的发酵环境，且其搅拌轴上只设有三片搅拌叶片，搅拌不均匀，还需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种具有内外双重加热，双重搅拌以及逆向混合功能的内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐，能使饲料充分发酵，时间短、效果好，可同时完成真空干燥，适用于多用途的非在位灭菌固态发酵生产。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐，包括罐体和底座，所述罐体内壁设有用于搅拌混合的中空搅拌器，所述罐体与水平面呈10～20°倾斜设置；所述罐体的前端设有托轨和环绕罐体的从动齿轮；所述罐体的底端设有中空根轴，所述中空根轴外设有轴承；所述罐体上设有进料口和出料口；所述罐体的顶端设有抽真空旋转接头，所述抽真空旋转接头与真空泵连通；所述底座上设有第一支撑座、第二支撑座和电机安装座，所述第一支撑座上设有与所述托轨相配合的托轮，所述第二支撑座与轴承活动连接，所述轴承的末端设有换热介质旋转接头，所述电机安装座上设有驱动电机，所述驱动电机上设有与所述从动齿轮相配合的主动齿轮。本发明通过所述驱动电机驱动所述主动齿轮正向/反向转动，带动所述罐体正向/反向转动，进而带动所述中空搅拌器转动，从而实现所述罐体的搅拌与放料。
具体地，所述底座上还设有控制器，所述罐体外壁设有加热夹套，所述罐体内部设有若干温度传感器；
所述加热夹套内设有回流管，所述换热介质旋转接头上设有进水口和出水口，所述进水口与中空搅拌器连通，所述出水口与回流管连通，所述进水口处设有电磁阀；所述温度传感器、电磁阀均与所述控制器电连接；所述换热介质从进水口流入中空搅拌器与物料进行热交换，再经回流管继续与物料进行热交换，最后经出水口流出，使得物料的温度调节更加快速和均匀。
进一步地，所述控制器可以控制罐体内部的温度保持在20～125℃。
具体地，所述中空搅拌器为不锈钢材质的中空螺旋叶片。
具体地，所述第一支撑座、第二支撑座为高度可调节的支撑座；通过调节所述第一支撑座、第二支撑座的高度，可以调节所述罐体的倾斜角度，以适应不同的应用场景。
具体地，所述驱动电机通过主动齿轮为罐体提供旋转动力，所述罐体的旋转速度为1～20r/min。
具体地，所述罐体前端内部设有用于防止抽真空时夹带物料的挡板，所述挡板为透气材质制成，可以有效防止所述真空泵在抽真空过程中，物料被夹带吸出的问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明通过在罐体内部设置中空搅拌器，通过驱动电机驱动主动齿轮转动，从而带动罐体和中空搅拌器转动，实现对物料的搅拌，通过将中空搅拌叶设为螺旋状可以使得物料的搅拌更加充分，同时也节省了搅拌的时间，提高了生产效率；(2)本发明通过在罐体外壁设置加热夹套，同时将所述搅拌器设为中空结构，通过进水口注入换热介质到中空搅拌器和加热夹套的回流管内，实现对物料的双重加热/降温，加热/降温速度更快，更加均匀；(3)本发明通过在罐体的顶部设置抽真空旋转接头，并通过抽真空旋转接头连通真空泵，实现对罐体内部物料的真空干燥，同时，通过在罐体前端内部设置挡板，可以有效防止所述真空泵在抽真空过程中，物料被夹带吸出的问题。
附图说明
图1为本发明一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐的结构示意图；
图中：1、罐体；2、底座；3、中空根轴；4、中空搅拌器；5、托轨；6、从动齿轮；7、轴承；8、进料口；9、出料口；10、抽真空旋转接头；11、第一支撑座；12、第二支撑座；13、电机安装座；14、托轮；15、换热介质旋转接头；16、驱动电机；17、主动齿轮；18、加热夹套；19、挡板。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐，包括罐体1和底座2，所述罐体1内壁设有用于搅拌混合的中空搅拌器4，所述罐体1与水平面呈10～20°倾斜设置；所述罐体1的前端设有托轨5和环绕罐体1的从动齿轮6；所述罐体1的底端设有中空根轴3，所述中空根轴3外设有轴承7；所述罐体1上设有进料口8和出料口9；所述罐体1的顶端设有抽真空旋转接头10，所述抽真空旋转接头10与真空泵连通；所述底座2上设有第一支撑座11、第二支撑座12和电机安装座13，所述第一支撑座11上设有与所述托轨5相配合的托轮14，所述第二支撑座12与轴承7活动连接，所述轴承7的末端设有换热介质旋转接头15，所述电机安装座13上设有驱动电机16，所述驱动电机16上设有与所述从动齿轮6相配合的主动齿轮17。本发明通过所述驱动电机16驱动所述主动齿轮17正向/反向转动，带动所述罐体1正向/反向转动，进而带动所述中空搅拌器4转动，从而实现所述罐体1的搅拌与放料。
具体地，所述中空搅拌器4为双边中空螺旋搅拌叶；所述抽真空旋转接头10可拆卸以便检修罐体1内部组件。
具体地，所述底座2上还设有控制器，所述罐体1外壁设有加热夹套18，所述罐体1内部设有若干温度传感器；
进一步地，所述加热夹套18内设有回流管，所述换热介质旋转接头15上设有进水口和出水口，所述进水口与双边中空螺旋搅拌叶的一端连通，所述双边中空螺旋搅拌叶的另一端与回流管的一端连通，所述回流管的另一端与出水口连通，所述进水口处设有电磁阀；所述温度传感器、电磁阀均与所述控制器电连接；所述换热介质从进水口流入双边中空螺旋搅拌叶与物料进行热交换，再经回流管继续与物料进行热交换，最后经出水口流出，使得物料的温度调节更加快速和均匀；
进一步地，所述回流管包括两段，一段将换热介质从罐体1的底端导流到顶端，另一段将换热介质从罐体1的顶端导流到底端；
进一步地，所述进水口外接热水管和冷水管，所述热水管、冷水管与进水口连通处分别设有电磁阀；当环境温度低于物料发酵所需的温度时，可通过所述控制器控制所述热水管处的电磁阀开启，并控制冷水管处的电磁阀关闭，通过设置在换热介质水源处的水泵将高温的换热介质泵入所述双边中空螺旋搅拌叶，所述换热介质从双边中空螺旋搅拌叶其中一边的底端流向顶端，再从另一边中空螺旋搅拌叶的顶端流向底端，再流入第一段回流管到达罐体1顶端，最后从第二段回流管导流至罐体1底端经出水口排出罐体1；当环境温度高于物料发酵所需的温度时，可通过所述控制器控制所述热水管处的电磁阀关闭，并控制冷水管处的电磁阀开启，通过设置在换热介质水源处的水泵将低温的换热介质泵入所述罐体1，换热介质的流向同上。本发明通过设置双边螺旋搅拌叶和两段导流管，使得换热介质可以由内而外地在罐体1中来回流动，使得换热介质与罐体1内的物料充分换热，物料的加热/降温更加快速、均匀，并提高了换热介质的利用率。
进一步地，所述控制器可以控制罐体1内部的温度保持在20～125℃。
所述控制器、温度传感器、电磁阀均为现有技术，且已非常成熟，在此就不作赘述。
具体地，所述换热介质为如水、蒸汽、导热油等比热容较大的液体。
具体地，所述第一支撑座11、第二支撑座12为高度可调节的支撑座；通过调节所述第一支撑座11、第二支撑座12的高度，可以调节所述罐体1的倾斜角度，以适应不同的应用场景。
具体地，所述驱动电机16通过主动齿轮17为罐体1提供旋转动力，所述罐体1的旋转速度为1～20r/min。
具体地，所述罐体1前端内部设有用于防止抽真空时夹带物料的挡板，所述挡板为透气材质制成，可以有效防止所述真空泵在抽真空过程中，物料被夹带吸出的问题。
当注入完需要搅拌的物料时，通过控制所述驱动电机16正转，带动所述罐体1和中空螺旋搅拌叶正转，罐体1的转动带着物料在罐体1内左右移动，中空螺旋搅拌叶的转动带着物料再罐体1内上下移动，从而实现物料的上下、左右移动混合搅拌，使得搅拌更加充分，还可以节省时间；在搅拌的同时，还可以通过所述真空泵对罐体1内部进行抽真空，同时通过所述挡板拦截抽真空时夹带吸出的物料，实现对物料的真空干燥，快速方便；当干燥完成时，打开出料口9，通过控制所述驱动电机16反转，带动所述罐体1和中空螺旋搅拌叶反转，从而实现物料的快速放料，且不会有大量残留。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐，其特征在于，包括罐体和底座，所述罐体内壁设有用于搅拌混合的中空搅拌器，所述罐体与水平面呈10～20°倾斜设置；所述罐体的前端设有托轨和环绕罐体的从动齿轮；所述罐体的底端设有中空根轴，所述中空根轴外设有轴承；所述罐体上设有进料口和出料口；所述罐体的顶端设有抽真空旋转接头，所述抽真空旋转接头与真空泵连通；所述底座上设有第一支撑座、第二支撑座和电机安装座，所述第一支撑座上设有与所述托轨相配合的托轮，所述第二支撑座与轴承活动连接，所述轴承的末端设有换热介质旋转接头，所述电机安装座上设有驱动电机，所述驱动电机上设有与所述从动齿轮相配合的主动齿轮。
2.根据权利要求1所述的一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐，其特征在于，所述底座上还设有控制器，所述罐体外壁设有加热夹套，所述罐体内部设有若干温度传感器；
所述加热夹套内设有回流管，所述换热介质旋转接头上设有进水口和出水口，所述进水口与中空搅拌器连通，所述出水口与回流管连通，所述进水口处设有电磁阀；所述温度传感器、电磁阀均与所述控制器电连接；所述换热介质从进水口流入中空搅拌器，再经回流管流出出水口。
3.根据权利要求1所述的一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐，其特征在于，所述中空搅拌器为不锈钢材质的中空螺旋叶片。
4.根据权利要求1所述的一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐，其特征在于，所述第一支撑座、第二支撑座为高度可调节的支撑座。
5.根据权利要求1所述的一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐，其特征在于，所述驱动电机通过主动齿轮为罐体提供旋转动力，所述罐体的旋转速度为1～20r/min。
6.根据权利要求1所述的一种内置可换热螺旋叶片的倾斜滚筒式真空固态发酵罐，其特征在于，所述罐体前端内部设有用于防止抽真空时夹带物料的挡板。
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