CN112175788A - 一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种兼氧‑好氧微生物共存发酵罐，主要涉及微生物培养容器领域。兼氧‑好氧微生物共存发酵罐，包括罐体，所述罐体内中部设置隔板，所述隔板上部滑动设置密封板，所述密封板顶部中间固定连接丝杠，所述罐体一侧设置进气管，所述罐体内进气管底部固定连接鱼骨型出气装置，所述罐体底部设置排出管，所述罐体顶部设置罐盖，所述罐盖上设置进料斗，所述罐盖上安装贯通式直线电机，所述罐盖上设置压力表、泄压阀。本发明的有益效果在于：通过本发明的罐体结构实现了在保证好氧微生物侧腔体氧气供给充足的基础上大幅调节兼氧微生物腔体内的空气流量，以满足兼氧微生物发酵所需的不同氧气浓度，实现兼氧、好氧微生物的同时培养。
Description
技术领域
本发明主要涉及微生物培养容器领域，具体是一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐。
背景技术
发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。目前，常规的发酵设备分为好氧以及厌氧型，由于不同类型的发酵设备其结构、作用也不相同，所以在进行发酵工作时，通常需要配置不同类型的发酵设备来完成不同类型的发酵过程，但许多发酵设备结构复杂、价格昂贵的特点，并且多台不同种类的发酵设备也会占用大面积的场地。在生物制药以及其他发酵行业，需要对培养的菌种进行发酵，发酵工艺是在发酵罐里进行的，发酵的过程需要氧气，故需要向发酵罐里通入洁净的空气或者适量浓度的氧气以补充发酵罐内因发酵而缺少的氧气，为使发酵的均匀，许多发酵设备设置结构复杂的搅拌装置来增加氧气在水中的溶解程度。
好氧微生物在发酵过程中需要充足的氧气，兼氧微生物氧气需求量较低且不同种类的兼氧微生物发酵需要的氧气浓度不同，有些兼氧微生物需要先在适宜氧气浓度中大量繁殖然后在无氧环境中进行无氧呼吸发酵，针对以上两种微生物的培养专门定制分类培养的发酵罐使生产成本大幅提高。因此行业内亟需一种可以满足以上多种不同微生物培养方式的发酵罐。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，罐体中部采用隔板隔开，用于好氧微生物发酵一侧腔体内设置的鱼骨型出气装置及其底部多出气孔可以使空气或适宜浓度的氧气均匀的与微生物溶液接触，无需搅拌装置提高氧气在溶液中溶解率，满足好氧微生物发酵的氧气需求，设置在隔板顶部的密封板可以连通或者隔离罐体内两侧腔体，密封板配合设置在两个进料斗顶部的密封盖实现了在保证好氧微生物侧腔体氧气供给充足的基础上大幅调节兼氧微生物腔体内的空气流量，以满足兼氧微生物发酵所需不同的氧气浓度，实现兼氧好氧微生物的同时培养。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，包括罐体，所述罐体内中部设置隔板，所述隔板中下部设置温度传感器，所述隔板上部滑动设置密封板，所述密封板顶部中间固定连接丝杠，所述罐体一侧设置进气管，所述罐体内进气管底部固定连接鱼骨型出气装置，所述罐体底部分别设置排出管一、排出管二，所述罐体顶部设置罐盖，所述罐盖上分别设置进料斗一、进料斗二，所述罐盖上中部固定安装贯通式直线电机，所述罐盖上前部一侧设置压力表，所述罐盖上后部一侧设置泄压阀，所述罐盖上前部远离压力表一侧设置电机开关。
所述温度传感器包括传感器一、传感器二，所述传感器一位于进气管所在一侧罐体腔体中，所述传感器二与传感器一关于隔板对称布置，所述罐体外壁上设置温度显示面板。
所述隔板顶部设置有开口，所述开口与密封板相适应，所述密封板可在开口内滑动。
所述丝杠上开设有螺纹，所述丝杠转动连接在贯通式直线电机内，贯通式直线电机内旋转部件的旋转运动转化为丝杠及密封板的直线运动。
所述鱼骨型出气装置底部开设有若干出气孔。
所述排出管一与排出管二关于罐体中心对称设置，所述排出管一、排出管二上分别设置有阀门。
所述进料斗一与进料斗二关于罐盖中心对称设置，所述进料斗一上设置密封盖一，所述进料斗二上设置密封盖二。
所述罐体底部设置环形支架。
所述罐盖内底部设置有与罐体顶部、密封板顶部相适应的密封垫圈。
对比现有技术，本发明的有益效果是：
本发明能够罐体中部采用隔板隔开，用于好氧微生物发酵一侧腔体内设置的鱼骨型出气装置及其底部多出气孔可以使空气或适宜浓度的氧气均匀的与微生物溶液接触，无需搅拌装置提高氧气在溶液中溶解率，满足好氧微生物发酵的氧气需求，设置在隔板顶部的密封板可以连通或者隔离罐体内两侧腔体，密封板配合设置在两个进料斗顶部的密封盖实现了在保证好氧微生物侧腔体氧气供给充足的基础上大幅调节兼氧微生物腔体内的空气流量，以满足兼氧微生物发酵所需不同的氧气浓度，实现兼氧好氧微生物的同时培养，发酵罐结构简单制造成本低。
附图说明
附图1是本发明分散部件第一视角结构示意图；
附图2是本发明分散部件第二视角结构示意图；
附图3是本发明总体外部结构示意图；
附图4是本发明底部剖开结构示意图；
附图5是本发明罐内部件结构示意图；
附图6是本发明开口结构示意图；
附图7是本发明密封板及丝杠结构示意图。
附图中所示标号：1、罐体；2、罐盖；10、温度传感器；11、隔板；12、密封板；13、丝杠；14、进气管；15、鱼骨型出气装置；16、排出管一；17、排出管二；20、密封垫圈；21、进料斗一；22、进料斗二；23、贯通式直线电机；24、压力表；25、泄压阀；26、电机开关；27、环形支架；101、传感器一；102、传感器二；103、温度显示面板；110、开口；151、出气孔；167、阀门；211、密封盖一；221、密封盖二。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
实施例1：
结合附图1-7，一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，包括罐体1，所述罐体1内中部设有隔板11，所述隔板11中下部设置温度传感器10，所述隔板11上部滑动连接密封板12，所述密封板12顶部中间固定连接丝杠13，所述罐体一侧固定连接进气管14，所述罐体1内进气管14底部固定连接鱼骨型出气装置15，所述罐体1底部分别固定连接有排出管一16、排出管二17，所述罐体1顶部使用螺栓连接罐盖2，所述罐盖2上分别设置进料斗一21、进料斗二22，所述罐盖2上中部固定安装贯通式直线电机23，所述罐盖2上前部一侧设置压力表24，所述罐盖2上后部一侧设置泄压阀25，所述罐盖2上前部远离压力表24一侧设置电机开关26，所述进气管所在一侧罐体内的腔体为好氧微生物发酵腔，无进气管一侧腔体为兼氧微生物发酵腔。
所述隔板与罐体一体成型。所述密封板内部与隔板接触位置设置密封垫，保证密封板关闭状态时密封板与隔板处的密封效果。所述电机开关用于控制贯通式直线电机的工作，所述电机开关上设置有电源按钮、工作按钮。按动电机开关上的工作按钮贯通式直线电机即开始工作，当密封板向下运动并抵在开口最低处时电机自动停止工作，当密封板向上运动到密封板顶部紧紧抵在罐盖底部时电机自动停止工作，每次按动工作按钮时电机会自动切换到与上次转动方向相反的方向运转，电源按钮在任何时候都可以切断\接通电机的电源，保证使用安全。
所述进料斗一位于好氧微生物发酵腔正上方，进料斗二位于兼氧微生物发酵腔正上方，罐盖与罐体上设有安装标识线以保证安装方向正确。发酵罐使用完毕后会通入高温高压蒸汽进行消毒，压力表会实时显示罐内压强，泄压阀防止罐内压强过高，保证使用安全。
所述温度传感器10包括传感器一101、传感器二102，所述传感器一101位于进气管14所在一侧罐体1腔体中，所述传感器二102与传感器一101关于隔板11对称布置，所述罐体1外壁上设置温度显示面板103。所述温度传感器与显示面板电相连，温度显示面板用于显示温度传感器实时监测到的罐体内隔板两侧腔体微生物溶液的温度数据。
微生物发酵过程中会产生一定热量，而且微生物发酵需要在适宜的温度范围内，由于好氧微生物溶液中会不停有空气流通带走较多热量，通过温度监测可实时获取罐体内温度信息，当温度过低时可通过加热所通入气的方式以补偿其热量散失，保证微生物在适宜的温度范围内发酵；兼氧微生物在发酵过程中也会产生热量，由于其发酵环境较为封闭热量不易散失无需对其加热在适宜的温度范围内。
所述隔板11顶部设置有开口110，所述开口110与密封板12相适应，所述密封板12可在开口110内滑动。密封板在开口中滑动可实现罐体内隔板两侧腔体的连通与隔离。
所述丝杠13上开设有螺纹131，所述丝杠13转动连接在贯通式直线电机23内，贯通式直线电机23内旋转部件的旋转运动转化为丝杠13及密封板12的直线运动。通过电机来控制密封板的运动，操作简单提高工作效率。
所述鱼骨型出气装置15底部开设有若干出气孔151。所述鱼骨型出气装置与罐体一侧腔体底部形状相适应，气流从出气孔中流出后自罐体底部向上运动使微生物溶液与气体接触均匀，且对微生物溶液具有一定的搅拌作用提高发酵效率，所述出气孔设置在鱼骨型出气装置底部使微生物发酵溶液排出时不会残留在鱼骨型出气装置中。
所述排出管一16与排出管二17关于罐体1中心对称设置，所述排出管一16、排出管二17上分别设置有阀门167。排出管一与排出管二分别排出隔板两侧罐体内的微生物溶液，阀门用于控制排出管开闭。
所述进料斗一21与进料斗二22关于罐盖中心对称设置，所述进料斗一21上设置密封盖一211，所述进料斗二22上设置密封盖二221。所述罐体1底部设置环形支架27。环形支架及其上部支腿保证罐体放置稳定。
所述罐盖2内底部设置有与罐体1顶部、密封板12顶部相适应的密封垫圈20。密封板关闭状态时密封垫圈保证罐体、密封板上部与罐盖之间的密封。
本装置在使用时，通过进料斗一向好氧微生物发酵腔中加入好氧微生物溶液，通过进料斗二向兼氧微生物发酵腔中加入兼氧微生物溶液，按动电机开关使密封板位于最低处位置，此时罐体内两侧腔体通过开口连通。打开进气管开关通入空气或合适浓度的氧气，将密封盖一关闭密封盖二打开，通入气体自鱼骨型出气装置底部出气孔进入好氧微生物溶液中，好氧微生物在较高氧气浓度环境下开始发酵过程，通入气体中部分氧气会溶解在水中，未溶解的气体会运动到罐体内溶液上方，由于封盖一关闭密封盖二打开气体会从好氧微生物发酵腔经过开口进入到兼氧微生物发酵腔中并通过进料斗二排出罐体，在此过程中会有部分氧气溶解于兼氧微生溶液中，此时在有氧环境下兼氧微生物会大量繁殖；经过一定时间后，打开密封盖一关闭密封盖二，按动电机开关使密封板运动至最上方将两侧腔体隔离，兼氧微生物溶液所在腔体处于密封状态，此时兼氧微生物溶液处于较低氧含量环境中开始进行无氧呼吸发酵。
实施例2：
针对实施例1，不同兼氧微生物在发酵过程中对氧气需求量不同，可通过以下方式改变兼氧微生物溶液腔体侧的氧气浓度：
首先，使密封板位于最低位置隔板两侧罐体处于连通状态：①关闭密封盖一、打开密封盖二，此时空气需经过兼氧微生物侧腔体排出，空气流通较好，氧气浓度较高；②密封盖一、密封盖二均打开，此时罐体内隔板两侧腔体均有空气流通，兼氧微生物侧空气流量较低，氧气浓度较低；③打开密封盖一、关闭密封盖二，此时兼氧微生物侧腔体内空气流动极低，但始终与大气连通，氧气浓度低于流动空气中的氧气浓度；④使密封板关闭位于最低位置，罐体内两侧腔体隔离，关闭密封盖二，此时兼氧微生物侧腔体处于密封状态，兼氧微生物将内部氧气耗尽后会处于无氧发酵状态。
Claims (9)
1.一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，包括罐体(1)，其特征在于：所述罐体(1)内中部设置隔板(11)，所述隔板(11)中下部设置温度传感器(10)，所述隔板(11)上部滑动设置密封板(12)，所述密封板(12)顶部中间固定连接丝杠(13)，所述罐体一侧设置进气管(14)，所述罐体(1)内进气管(14)底部固定连接鱼骨型出气装置(15)，所述罐体(1)底部分别设置排出管一(16)、排出管二(17)，所述罐体(1)顶部设置罐盖(2)，所述罐盖(2)上分别设置进料斗一(21)、进料斗二(22)，所述罐盖(2)上中部固定安装贯通式直线电机(23)，所述罐盖(2)上前部一侧设置压力表(24)，所述罐盖(2)上后部一侧设置泄压阀(25)，所述罐盖(2)上前部远离压力表(24)一侧设置电机开关(26)。
2.根据权利要求1所述的一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，其特征在于：所述温度传感器(10)包括传感器一(101)、传感器二(102)，所述传感器一(101)位于进气管(14)所在一侧罐体(1)腔体中，所述传感器二(102)与传感器一(101)关于隔板(11)对称布置，所述罐体(1)外壁上设置温度显示面板(103)。
3.根据权利要求1所述的一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，其特征在于：所述隔板(11)顶部设置有开口(110)，所述开口(110)与密封板(12)相适应，所述密封板(12)可在开口(110)内滑动。
4.根据权利要求1所述的一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，其特征在于：所述丝杠(13)上开设有螺纹(131)，所述丝杠(13)转动连接在贯通式直线电机(23)内，贯通式直线电机(23)内旋转部件的旋转运动转化为丝杠(13)及密封板(12)的直线运动。
5.根据权利要求1所述的一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，其特征在于：所述鱼骨型出气装置(15)底部开设有若干出气孔(151)。
6.根据权利要求1所述的一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，其特征在于：所述排出管一(16)与排出管二(17)关于罐体(1)中心对称设置，所述排出管一(16)、排出管二(17)上分别设置有阀门(167)。
7.根据权利要求1所述的一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，其特征在于：所述进料斗一(21)与进料斗二(22)关于罐盖中心对称设置，所述进料斗一(21)上设置密封盖一(211)，所述进料斗二(22)上设置密封盖二(221)。
8.根据权利要求1所述的一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，其特征在于：所述罐体(1)底部设置环形支架(27)。
9.根据权利要求1所述的一种兼氧-好氧微生物共存发酵罐，其特征在于：所述罐盖(2)内底部设置有与罐体(1)顶部、密封板(12)顶部相适应的密封垫圈(20)。
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