CN110055173A - 一种酵素发酵罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酵素发酵罐，包括有反应槽和上盖，所述上盖安装在反应槽上，形成一个密闭的容器，所述上盖上设有复合电极，所述反应槽的外侧桶壁底部设有超声组件，反应槽的外侧桶壁侧部设有磁控微波组件。该发酵罐助于发酵过程底料反应，通过上盖上的复合电极提高发酵效率与维持品质稳定性。该发酵罐可以精确根据发酵过程中的温度、pH值与发酵压力，及时地监测发酵过程与自动地排出桶内气体，保持最佳的科学发酵条件，利于高品质发酵品的制备与生产。

Description

一种酵素发酵罐
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种酵素发酵罐。
背景技术
发酵在大自然中扮演生物催化作用是不可缺少的活动。酵素在人体中的新生、繁殖、分解、代谢等机能都扮演著不同的功能。食用酵素目前采用多种可食用的蔬果、种子、菌菇、植物药等材料作为原料，藉由微生物对于氧的特性进行自然发酵作用，使原料中的碳水化合物、蛋白质、脂类等物质代谢反应，大量产生和积累所需的代谢产物。食用酵素目前被广泛的应用于增强人体的免疫力、促进体内排毒、净化血液功效、消化食物、维持皮肤组织再生、调节生化反应及促进新陈代谢，以提供人体对酵素在健康和营养功效方面的需求。
目前，市面上常用的酵素发酵设备是酵素桶，这些酵素桶是一个用于盛装发酵液的容器。将发酵食材置放入现有酵素桶后进行桶盖密封，形成密闭空间进行酵素发酵，然而在酵素激烈发酵过程中会产生气体，使桶内气压逐渐增大，造成上盖或桶体的变形，造成食材发酵的环境改变。现今发酵时的气压控制主要还是手动操作，经由人工将酵素桶上盖打开泄气后再盖回上盖。这样的过程不易精准控制内部压力大小，造成无法控制微生物发酵品质，无法维持品质一致。另一方面，随著大量制备的发酵反应时间增加，不同的桶内气压会造成发酵桶内的反应条件不一致，从而容易引起酵素变化不易把控，影响桶内酵素的气压环境与发酵速度，除了严重影响发酵质量，有可能造成工安事件。发酵过程中常见的排气与维持品质一致是目前酵素发展的技术难题。同时，由于排气不及时或排多少气导致的内部气压升高引起发酵罐爆炸和食品微生物安全等技术问题也日益突出。
另一方面，市场上的发酵大多以蔬果为原料，为了确保品质与口感，制作时需要经过长时间的发酵反应，发酵时所添加的食材经过发酵后会形成固体与液体两相，固体经由发酵材料的密度与重力往发酵罐的底部沈淀，最终会形成固体与液体分层现象，常常会形成发酵桶的上、中与下层的浓度不一致，无法高效率反应发酵物，造成发酵品质不易掌控的问题，急需解决。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是要经过多年实际实验解决上述的不足，提供了一种酵素发酵罐。该发酵罐可以精确掌控发酵过程中的pH值、发酵压力与温度，及时地维持发酵过程产生与自动地从桶内排出气体，控制发酵桶内气压，维持装置内部的气体和压强的平衡，提高微生物发酵底部原料反应与确保发酵安全，以保持在最佳的发酵条件，利于高品质发酵品的市场开拓。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种酵素发酵罐，包括有反应槽和上盖，所述上盖安装在反应槽上，形成一个密闭的容器，所述上盖上设有复合电极，所述反应槽的外侧桶壁底部设有超声组件，反应槽的外侧桶壁侧部设有磁控微波组件。
进一步的，所述复合电极、超声组件和磁控微波组件均由控制器控制。
进一步的，所述超声组件功率为400W-1500W，频率为15KHz-35KHz。
进一步的，所述磁控微波组件的微波功率为400W-800W。
进一步的，所述的复合电极包括载体，所述载体上安装温度传感器、压力传感器和pH传感器，载体上还开有排气孔，温度传感器、压力传感器和pH传感器位于反应槽内。
进一步的，所述反应槽上还开有过滤液料出口与发酵固料出口。
进一步的，所述反应槽上缘具有一扣环。
进一步的，所述上盖的下端设有卡合部，卡合部与反应槽上缘的扣环相配合。
进一步的，所述卡合部和扣环均为不锈钢材料。
进一步的，所述反应槽是采用PE材料。
本发明的有益效果是：
1)本发明提供科学化发酵产品制备，精确掌握发酵品的温度、压力与酸硷度，利于精确维持产品工艺与品质；
2)本发明省却人工泄气的不稳定性，精确的自动控制发酵压力，改善现有的制备稳定性与避免工安危险；
3)本发明采用超声空穴调控发酵，使发酵桶内产生对流，充分获得不同发酵固体的成分反应与增加效率，同时可利于发酵固料往发酵固料出口移动；
4)本发明采用磁控组件调控发酵，提供高效率反应发酵物，降低发酵所需要的反应时间，增进了发酵反应的动能与条件，利于高品质的丰富发酵产物。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用发明进一步说明：
图1是实施例发酵罐的结构示意图；
图2是本施例复合电极结构示意图；
图3是本施例反应槽上缘具有一扣环的示意图；
图4是实施例发酵罐的原理结构示意框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图4中所示：本发明的一种酵素发酵罐，包括有反应槽1和上盖2，所述上盖2安装在反应槽1上，形成一个密闭的容器，所述上盖2上开有锥形孔，复合电极3放置在锥形孔中，所述反应槽1的外侧桶壁底部设有超声组件4，反应槽1的外侧桶壁侧部设有磁控微波组件5。所述复合电极3、超声组件4和磁控微波组件5均由控制器控制，所述的控制器可以激发超声组件在反应槽产生对流空穴效应与磁控微波组件5进行微波高频率渗透。
所述超声组件功率为400W-1500W，频率为15KHz-35KHz；所述磁控微波组件5的微波功率为400W-800W。超声组件4可以采用成功超声公司YPS11B-HB型号的产品，但不限于此；磁控微波组件5可以采用青岛迈威微波化学设备有限公司公司MKG-M2HB型号的产品，但不限于此；控制器可以采用三菱公司FX3U型号的产品，但不限于此。
具体的，所述的复合电极3包括载体，所述载体上安装温度传感器12、压力传感器13和pH传感器14，载体上还开有排气孔11，所述载体侧壁为锥面，初始状态下，锥面与上盖2上的锥形孔相贴合，排气孔11不与外接相连通；温度传感器12、压力传感器13和pH传感器14位于反应槽1内。当反应槽1内压力较大时，复合电极3在反应槽1内部压力的作用下往上移动，此时排气孔连通反应槽1内部和外部，使反应槽1内气体朝向外面排气。当反应槽1压力较小时，复合电极3会因重力往下移动，此时排气孔11被上盖2的锥形孔侧壁封堵住，使得反应槽1内部不与和部相连通。
所述反应槽1是采用PE材料，所述反应槽1上缘具有一扣环15，所述上盖2的下端设有卡合部，卡合部与反应槽1上缘的扣环15相配合，所述卡合部和扣环15均为不锈钢材料。
所述反应槽1上还开有过滤液料出口6与发酵固料出口7，过滤液料出口6与发酵固料出口7可分别取出地设于桶体液体与固体。
将发酵备用食材放入反应槽1，放入适当的培养菌与反应物，将上盖2的下端的卡合部与反应槽1上缘的扣环15相配合，形成一个密闭的反应容器。
通过温度传感器12、压力传感器13和pH传感器14监测反应容器内的温度、压力和pH值；待反应过后，将超声组件导通功率为430W、频率为15KHz；磁控组件的微波功率为700W。
在发酵过程，复合电极实时检测发酵环境温度、压力与酸碱度，并传送给控制器；当控制器20判断压力传感器13检测的实时压力比设定压力(如0.25Mpa)高时，控制排气孔11进行排气工作；另一方面，当控制器20判断压力传感器13检测的实时压力比设定压力(如0.25Mpa)低时，控制超声组件4或磁控微波组件5进行反应加速工作。
这样，本发明即可根据发酵的温度、压力与酸碱度的变化，传递到在线监控，并智能化的自动化控制超声组件4进行超声空穴加热和磁控微波组件5进行微波高频率渗透，使其保持在最佳的恒定发酵条件，促进桶内液体的溶氧量增加及臭氧等气体的外排速率，大大提高和保证发酵品质与效率。超声组件4使反应槽1内的声波循环可以产生对秤射流形成对秤的流体移动，以便使发酵底料充分发酵，可以改善发酵的均质化与内部流动，丰富发酵产物。
另外，可以借由超声组件4产生的声波将两侧的发酵固料往发酵固料出口7移动。
本发明可以参数化设置与智能化维持反应条件的一致性与重复性，针对固定的发酵食材，维持固定的超声与微波功率，并由控制器控制。这样，本发明工作时，控制器20使反应物的温度、酸碱度与压力保持固定，同时反应后的反应液体与固体分离，保障发酵品质安全、无污染，能缩短发酵所需时间，提高发酵效率，保持桶内气压，品质稳定与一致进一步提高发酵质量。

Claims (10)

1.一种酵素发酵罐，包括有反应槽(1)和上盖(2)等，所述上盖(2)安装在反应槽(1)上，形成一个密闭的容器，其特征在于，所述上盖(2)上设有复合电极(3)，所述反应槽(1)的外侧桶壁底部设有超声组件(4)，反应槽(1)的外侧桶壁侧部设有磁控微波组件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种酵素发酵罐，其特征在于，所述复合电极(3)、超声组件(4)和磁控微波组件(5)均由控制器控制。
3.根据权利要求1所述的一种酵素发酵罐，其特征在于，所述超声组件功率为400W-1500W，频率为15KHz-35KHz。
4.根据权利要求1所述的一种酵素发酵罐，其特征在于，所述磁控微波组件(5)的微波功率为400W-800W。
5.根据权利要求1所述的一种酵素发酵罐，其特征在于，所述的复合电极(3)包括载体，所述载体上安装温度传感器(12)、压力传感器(13)和pH传感器(14)，载体上还开有排气孔(11)，温度传感器(12)、压力传感器(13)和pH传感器(14)位于反应槽(1)内。
6.根据权利要求1所述一种酵素发酵罐，其特征在于，所述反应槽(1)上还开有过滤液料出口(6)与发酵固料出口(7)。
7.根据权利要求1所述的一种酵素发酵罐，其特征在于，所述反应槽(1)上缘具有一扣环(15)。
8.根据权利要求3所述的一种酵素发酵罐，其特征在于，所述上盖(2)的下端设有卡合部，卡合部与反应槽(1)上缘的扣环(15)相配合。
9.根据权利要求3所述的一种酵素发酵罐，其特征在于，所述卡合部和扣环(15)均为不锈钢材料。
10.根据权利要求1所述的一种酵素发酵罐，其特征在于，所述反应槽(1)是采用PE材料。
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