CN113528319A - 一种微生物发酵反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物发酵技术领域，特别涉及一种微生物发酵反应器，包括反应器本体，反应器本体底端中心位置固定设置有传动机构，反应器本体顶部内壁滑动套设有密封板，密封板顶部中心位置固定连接有搅拌机构，密封板底部固定连接有输气机构，反应器本体左侧外壁设置有辅助机构，密封板顶端开设有进料口，进料口上端螺纹连接有密封盖，反应器本体底端设有出料管，出料管上设有开关阀，密封板上固定连接有气缸。本发明通过配合设置搅拌机构和传动机构，能够使搅拌杆和反应器本体朝不同方向旋转，提高搅拌效果；通过配合设置辅助机构和输气机构，当微生物需要进行有氧发酵时，能够向反应器本体内添加氧气，提高了微生物发酵反应器的实用性。

Description

一种微生物发酵反应器
技术领域
本发明涉及生物发酵技术领域，特别涉及一种微生物发酵反应器。
背景技术
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1m3至数百m3，在设计和加工中应注意结构严密，合理，能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少(避免死角)、物料与能量传递性能强，并可进行一定调节以便于清洗、减少污染，适合于多种产品的生产以及减少能量消耗，用于好气发酵(如生产抗生素、氨基酸、有机酸、维生素等)的发酵罐需向罐中连续通入大量无菌空气。
专利号为CN 208454951 U的实用新型公开了一种生物发酵罐涉及生物发酵技术领域具体为一种生物发酵罐，包括底座，所述底座的上方设有发酵罐，所述发酵罐的顶部设有盖板，所述发酵罐的两侧均设有固定安装在底座顶部的第一支撑板，两个第一支撑板相互靠近的一侧均固定安装有第一支撑块，所述第一支撑块的顶部固定安装有第一支撑杆，两个第一支撑板的顶部固定安装有同一个第二支撑板，所述第一支撑杆的顶端与第二支撑板的底部固定连接，所述第二支撑板上转动安装有第二支撑块，所述第二支撑块的外侧固定套设有位于第二支撑板上方的第一齿轮，所述第二支撑板的顶部固定安装有第一电机。本实用新型操作方便，可快速的将盖板打开，从而方便了发酵罐和盖板的清洗工作。
在使用时，发现存在如下问题：现有的微生物发酵反应器一般是通过电机带动发酵罐内部搅拌桨，在发酵过程中不停的搅拌来达到充分发酵的目的，这种搅拌方式不能够充分的搅拌罐体内的原料使发酵不充分，且搅拌混合效率低；现有的微生物发酵反应器多在顶部连接进气管，采用这种进气方式向反应器内输送氧气，反应器底部的物料接收到的氧气较少，导致发酵效果较差；现有的微生物发酵反应器壳体多为固定结构，无法适用于多种不同的使用环境，实用性较低。
为此，提出一种微生物发酵反应器。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种微生物发酵反应器，现有的部分微生物发酵反应器在使用时，通过电机带动发酵罐内部搅拌桨，在发酵过程中不停的搅拌来达到充分发酵的目的，这种搅拌方式不能够充分的搅拌罐体内的原料使发酵不充分，且搅拌混合效率低。
本发明的第二个目的在于提供一种微生物发酵反应器，现有的微生物发酵反应器多在顶部连接进气管，采用这种进气方式向反应器内输送氧气，反应器底部的物料接收到的氧气较少，导致发酵效果较差。
本发明的第三个目的在于提供一种微生物发酵反应器，现有的微生物发酵反应器壳体多为固定结构，无法适用于多种不同的使用环境，实用性较低。
为实现上述目的，一种微生物发酵反应器，包括反应器本体，所述反应器本体底端中心位置固定设置有传动机构，所述反应器本体顶部内壁滑动套设有密封板，所述密封板顶部中心位置固定连接有搅拌机构，所述密封板底部固定连接有输气机构，所述反应器本体左侧外壁设置有辅助机构，所述密封板顶端开设有进料口，所述进料口上端螺纹连接有密封盖，所述反应器本体底端设有出料管，所述出料管上设有开关阀，所述密封板上固定连接有气缸。
优选的，所述传动机构包括一号电机，所述一号电机的输出端固定连接有第一转轴，所述第一转轴的外侧设置有卡孔，所述卡孔固定连接在反应器本体下端中心部位，所述第一转轴的上端为六边体结构，所述卡孔的内部为六边形，所述第一转轴的上端与卡孔的内部相契合。
优选的，所述搅拌机构包括二号电机，所述二号电机固定连接在密封板顶部中心位置处，所述二号电机输出端固定连接有第二转轴，所述第二转轴侧壁固定连接有多个搅拌杆。
优选的，所述输气机构包括橡胶管，所述橡胶管为波纹结构，且所述橡胶管内嵌设有卡环，所述卡环为弹簧形结构，所述卡环与反应器本体内壁贴合，所述波纹形橡胶管与反应器本体内壁隔出数个气腔，所述卡环内套接有进气管，所述进气管在每个气腔内设有支管，所述橡胶管每个气腔的管壁上均开设有出气管。
优选的，所述进气管位于每个支管管口处设置有单向阀，所述出气管内均设置有单向阀。
优选的，所述辅助机构包括固定板，所述固定板固定连接在反应器本体侧壁，所述固定板顶端固定连接有三号电机，所述三号电机输出端固定连接有往复丝杆，所述往复丝杆上滑动连接有一号环形磁铁，所述一号环形磁铁内壁与反应器本体内壁贴合，所述橡胶管底端固定连接有二号环形磁铁。
优选的，所述第二转轴与密封盖连接处套接有轴承，所述轴承固定连接在密封板上，所述第二转轴连接处套接有密封圈，所述密封圈固定连接在密封板上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.反应器本体工作时，通过进料口向反应器本体内添加原料，传动机构带动反应器本体朝一个方向旋转，搅拌机构带动搅拌杆朝另一个方向转动，从而实现对物料的混合均匀。本发明通过配合设置搅拌机构和传动机构，能够使搅拌杆和反应器本体朝不同方向旋转，从而提高搅拌效果。
2.输气机构工作时，当橡胶管由折叠状态变为舒张状态时，此时气腔内形成负压，空气通过进气管进入气腔内，当橡胶管再由舒张状态变为折叠状态时，此时气腔被压缩，空气由出气管排入反应器本体内。本发明通过设置上述输气机构，当微生物需要进行有氧发酵时，能够向反应器本体内添加氧气，提高了微生物发酵反应器的实用性。
3.辅助机构工作时，启动三号电机，电机启动往复丝杆转动，相应的，滑动连接在往复丝杆上的一号环形磁铁上下滑动，一号环形磁铁会带动二号环形磁铁上下移动，从而驱使整个输气机构工作。本发明通过设置上述辅助机构，利用磁力实现对输气机构的远程控制，保证整个装置能够正常运行。
4.本发明通过设置气缸能够控制密封板的上下升降，从而实现对反应器本体容积的控制，使微生物发酵反应器能够适用于各种不同的工况，提高了微生物发酵反应器的实用性。
附图说明
图1为本发明一种有色金属熔化炉的整体结构示意图；
图2为本发明一种有色金属熔化炉的保温机构和充气机构剖切示意图；
图3为本发明一种有色金属熔化炉的充气机构局部放大图。
图中：1、反应器本体；2、传动机构；21、一号电机；22、第一转轴；23、卡孔；3、密封板；4、搅拌机构；41、二号电机；42、第二转轴；43、搅拌杆；5、输气机构；51、橡胶管；52、卡环；53、气腔；54、进气管；55、支管；56、出气管；57、单向阀；6、辅助机构；61、固定板；62、三号电机；63、往复丝杆；64、一号环形磁铁；65、二号环形磁铁；7、进料口；8、密封盖；9、出料管；10、开关阀；11、气缸；12、轴承；13、密封圈。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-3所示，一种微生物发酵反应器，包括反应器本体1，所述反应器本体1底端中心位置固定设置有传动机构2，所述反应器本体1顶部内壁滑动套设有密封板3，所述密封板3顶部中心位置固定连接有搅拌机构4，所述密封板3底部固定连接有输气机构5，所述反应器本体1左侧外壁设置有辅助机构6，所述密封板3顶端开设有进料口7，所述进料口7上端螺纹连接有密封盖8，所述反应器本体1底端设有出料管9，所述出料管9上设有开关阀10，所述密封板3上固定连接有气缸11。反应器本体1工作时，通过进料口7向反应器本体1内添加原料，传动机构2带动反应器本体1朝一个方向旋转，搅拌机构4带动搅拌杆43朝另一个方向转动，从而实现对物料的混合均匀，当微生物需要进行有氧发酵时，启动辅助机构6，辅助机构6驱动输气机构5向反应器本体1内注入空气，气缸11能够控制密封板3的上下升降，从而实现对反应器本体1容积的控制，以提高该微生物发酵反应器的实用性。本发明通过配合设置搅拌机构4和传动机构2，能够使搅拌杆43和反应器本体1朝不同方向旋转，从而提高搅拌效果；通过配合设置辅助机构6和输气机构5，当微生物需要进行有氧发酵时，能够向反应器本体1内添加氧气，提高了微生物发酵反应器的实用性。
具体的，所述传动机构2包括一号电机21，所述一号电机21的输出端固定连接有第一转轴22，所述第一转轴22的外侧设置有卡孔23，所述卡孔23固定连接在反应器本体1下端中心部位，所述第一转轴22的上端为六边体结构，所述卡孔23的内部为六边形，所述第一转轴22的上端与卡孔23的内部相契合。传动机构2工作时，启动一号电机21，一号电机21转动带动第一转轴22转动，由于第一转轴22上端和卡孔23内部均为六边形结构，所以第一转轴22转动带动卡孔23转动，卡孔23转动带动反应器本体1转动。本发明通过设置上述传动机构2，能够实现反应器本体1的转动。
具体的，所述搅拌机构4包括二号电机41，所述二号电机41固定连接在密封板3顶部中心位置处，所述二号电机41输出端固定连接有第二转轴42，所述第二转轴42侧壁固定连接有多个搅拌杆43。搅拌机构4工作时，启动二号电机41，二号电机41转动带动第二转轴42转动，从而带动固定连接在第二转轴42上的搅拌杆43转动，实现对物料的搅拌。本发明通过设置上述搅拌机构4，能够对微生物发酵原料进行搅拌，提高发酵速率。
具体的，所述输气机构5包括橡胶管51，所述橡胶管51为波纹结构，且所述橡胶管51内嵌设有卡环52，所述卡环52为弹簧形结构，通过设置卡环52，能够使橡胶管51紧贴反应器本体1内壁，从而保证了装置的密封性。所述卡环52与反应器本体1内壁贴合，所述波纹形橡胶管51与反应器本体1内壁隔出数个气腔53，所述卡环52内套接有进气管54，所述进气管54在每个气腔53内设有支管55，所述橡胶管51每个气腔53的管壁上均开设有出气管56。输气机构5工作时，当橡胶管51由折叠状态变为舒张状态时，此时气腔53内形成负压，空气通过进气管54进入气腔53内，当橡胶管51再由舒张状态变为折叠状态时，此时气腔53被压缩，空气由出气管56排入反应器本体1内。本发明通过设置上述输气机构5，当微生物需要进行有氧发酵时，能够向反应器本体1内添加氧气，提高了微生物发酵反应器的实用性。
具体的，所述进气管54位于每个支管55管口处设置有单向阀57，所述出气管56内均设置有单向阀57。通过设置单向阀57能够避免空气的回流，从而保证输气机构5能够正常运行。
具体的，所述辅助机构6包括固定板61，所述固定板61固定连接在反应器本体1侧壁，所述固定板61顶端固定连接有三号电机62，所述三号电机62输出端固定连接有往复丝杆63，所述往复丝杆63上滑动连接有一号环形磁铁64，所述一号环形磁铁64内壁与反应器本体1内壁贴合，所述橡胶管51底端固定连接有二号环形磁铁65。辅助机构6工作时，启动三号电机62，电机驱动往复丝杆63转动，相应的，滑动连接在往复丝杆63上的一号环形磁铁64上下滑动，一号环形磁铁64会带动二号环形磁铁65上下移动，从而驱使整个输气机构5工作。本发明通过设置上述辅助机构6，利用磁力实现对输气机构5的远程控制，保证整个装置能够正常运行。
具体的，所述第二转轴42与密封盖8连接处套接有轴承12，所述轴承12固定连接在密封板3上，所述第二转轴42连接处套接有密封圈13，所述密封圈13固定连接在密封板3上。采用轴承12连接的方式，能够减小第二转轴42转动所需的摩擦力，从而减小了二号电机41的负载；采用密封圈13对装置进行密封，大大提高了装置的密封性能，避免因密封不完全造成泄露，从而导致整个装置无法工作的情况发生。
工作原理：该微生物发酵反应器工作前，使用者启动气缸11，根据发酵反应原料的多少，调节密封板3的位置来改变反应器本体1的容积，从而使其满足使用需求。微生物发酵反应器工作时，打开密封盖8，通过进料口7向反应器本体1内添加原料，同时启动一号电机21和二号电机41，一号电机21转动带动第一转轴22转动，由于第一转轴22上端和卡孔23内部均为六边形结构，所以第一转轴22转动带动卡孔23转动，卡孔23转动带动反应器本体1转动，同时二号电机41转动带动第二转轴42转动，从而带动固定连接在第二转轴42上的搅拌杆43转动，一号电机21和二号电机41分别驱动搅拌杆43和反应器本体1朝不同方向旋转，从而提高搅拌效果。当微生物需要进行有氧发酵时，启动三号电机62，电机驱动往复丝杆63转动，相应的，滑动连接在往复丝杆63上的一号环形磁铁64上下滑动，一号环形磁铁64会带动二号环形磁铁65上下移动，二号磁铁上下移动带动波纹橡胶管51折叠与舒张，当橡胶管51由折叠状态变为舒张状态时，此时气腔53内形成负压，空气通过进气管54进入气腔53内，当橡胶管51再由舒张状态变为折叠状态时，此时气腔53被压缩，空气由出气管56排入反应器本体1内，实现了对反应器本体1内的供氧。本发明通过配合设置搅拌机构4和传动机构2，能够使搅拌杆43和反应器本体1朝不同方向旋转，从而提高搅拌效果；通过配合设置辅助机构6和输气机构5，当微生物需要进行有氧发酵时，能够向反应器本体1内添加氧气，提高了微生物发酵反应器的实用性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种微生物发酵反应器，包括反应器本体(1)，其特征在于：所述反应器本体(1)底端中心位置固定设置有传动机构(2)，所述反应器本体(1)顶部内壁滑动套设有密封板(3)，所述密封板(3)顶部中心位置固定连接有搅拌机构(4)，所述密封板(3)底部固定连接有输气机构(5)，所述反应器本体(1)左侧外壁设置有辅助机构(6)，所述密封板(3)顶端开设有进料口(7)，所述进料口(7)上端螺纹连接有密封盖(8)，所述反应器本体(1)底端设有出料管(9)，所述出料管(9)上设有开关阀(10)，所述密封板(3)上固定连接有气缸(11)。
2.根据权利要求1所述的一种微生物发酵反应器，其特征在于：所述传动机构(2)包括一号电机(21)，所述一号电机(21)的输出端固定连接有第一转轴(22)，所述第一转轴(22)的外侧设置有卡孔(23)，所述卡孔(23)固定连接在反应器本体(1)下端中心部位，所述第一转轴(22)的上端为六边体结构，所述卡孔(23)的内部为六边形，所述第一转轴(22)的上端与卡孔(23)的内部相契合。
3.根据权利要求1所述的一种微生物发酵反应器，其特征在于：所述搅拌机构(4)包括二号电机(41)，所述二号电机(41)固定连接在密封板(3)顶部中心位置处，所述二号电机(41)输出端固定连接有第二转轴(42)，所述第二转轴(42)侧壁固定连接有多个搅拌杆(43)。
4.根据权利要求1所述的一种微生物发酵反应器，其特征在于：所述输气机构(5)包括橡胶管(51)，所述橡胶管(51)为波纹结构，且所述橡胶管(51)内嵌设有卡环(52)，所述卡环(52)为弹簧形结构，通过设置卡环(52)，能够使橡胶管(51)紧贴反应器本体(1)内壁，从而保证了装置的密封性。所述卡环(52)与反应器本体(1)内壁贴合，所述波纹形橡胶管(51)与反应器本体(1)内壁隔出数个气腔(53)，所述卡环(52)内套接有进气管(54)，所述进气管(54)在每个气腔(53)内设有支管(55)，所述橡胶管(51)每个气腔(53)的管壁上均开设有出气管(56)。
5.根据权利要求4所述的一种微生物发酵反应器，其特征在于：所述进气管(54)位于每个支管(55)管口处设置有单向阀(57)，所述出气管(56)内均设置有单向阀(57)。
6.根据权利要求1或4所述的一种微生物发酵反应器，其特征在于：所述辅助机构(6)包括固定板(61)，所述固定板(61)固定连接在反应器本体(1)侧壁，所述固定板(61)顶端固定连接有三号电机(62)，所述三号电机(62)输出端固定连接有往复丝杆(63)，所述往复丝杆(63)上滑动连接有一号环形磁铁(64)，所述一号环形磁铁(64)内壁与反应器本体(1)内壁贴合，所述橡胶管(51)底端固定连接有二号环形磁铁(65)。
7.根据权利要求1或3所述的一种微生物发酵反应器，其特征在于：所述第二转轴(42)与密封盖(8)连接处套接有轴承(12)，所述轴承(12)固定连接在密封板(3)上，所述第二转轴(42)连接处套接有密封圈(13)，所述密封圈(13)固定连接在密封板(3)上。
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CN114522639A (zh) * 2022-01-18 2022-05-24 杭州睿丽科技有限公司 一种用于寻址的圆形反应器

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