CN113583816B - 一种微生物发酵设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物学装置领域，尤其涉及一种微生物发酵设备，包括底板，所述底板的上端通过支撑结构固定安装有朝向前后方向延伸的圆形框，所述圆形框的外表面活动套设有发酵箱，所述发酵箱的外形呈扇形形状，所述发酵箱的前端面连通有注液管，所述发酵箱的一侧外表面安装有泄压阀，所述圆形框的内侧安装有驱使发酵箱沿着圆形框外表面来回摆动的驱动机构，所述发酵箱的上端面对应位于圆形框的内侧处开设有滑动缺口，本发明适用于黄原胶发酵生产，在随着黄原胶发酵内侧液体变得粘稠时，该装置仍然可以确保对内侧各个位置的液体供气，同时也可以对各个位置的液体进行搅动，也可以防止粘稠液体沉降或者粘附在内壁。

Description

一种微生物发酵设备

技术领域

本发明涉及生物学装置领域，尤其涉及一种微生物发酵设备。

背景技术

黄原胶即黄单胞胶的有效产生菌为黄单胞菌属中的几个种，甘兰黑腐病黄单胞菌是重要的工业菌株，工业化生产黄原胶是以传统分批培养工艺进行的，发酵周期需70-80小时，发酵温度28-30摄氏度通气培养，但随着多糖的生成，培养液粘度增加，给菌体传输氧气造成很大困难，故需要较大通气压。因此可知高粘度为发酵过程带来不利影响，现有技术中，常使用发酵罐进行发酵，常通过环状气管、搅拌机构等来解决此问题，但对于发酵设备（罐）靠近顶部的位置仍然很难做到供气均匀，影响发酵速率，其次，发酵设备内壁上容易粘附住高粘度的液体，也影响了发酵速率，影响了发酵的均匀程度，还有搅拌机构的搅拌只能是对某一高度范围内的液体进行搅拌，搅拌效果不佳。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中存在的缺点，而提出的一种微生物发酵设备。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种微生物发酵设备，包括底板，所述底板的上端通过支撑结构固定安装有朝向前后方向延伸的圆形框，所述圆形框的外表面活动套设有发酵箱，所述发酵箱的外形呈扇形形状，所述发酵箱的前端面连通有注液管，所述发酵箱的一侧外表面安装有泄压阀，所述圆形框的内侧安装有驱使发酵箱沿着圆形框外表面来回摆动的驱动机构，所述发酵箱的上端面对应位于圆形框的内侧处开设有滑动缺口，所述圆形框的内侧底面固定贯穿有若干个分支管，且所述分支管穿过滑动缺口的内侧并伸入至发酵箱的内侧，所述圆形框的下端面固定安装有同时套在若干个分支管外表面的加固板，所述分支管的外表面设置有若干个注气嘴，若干个所述分支管的上端共同连接有供气主管，每个所述分支管的外表面靠近上端处的均转动安装有传动齿轮，相邻的所述传动齿轮之间相啮合，所述传动齿轮下端面垂直延伸出若干个环形阵列排布的连接杆，所述连接杆外表面对应每个注气嘴的高度位置延伸出横向杆，所述横向杆的端部活动安装有两个上下对称的摆动板件，位于后方位置的分支管的外表面靠近传动齿轮的下方处转动安装有锥齿轮，所述连接杆穿过锥齿轮且相固定连接，所述发酵箱的内壁上固定安装有与锥齿轮相啮合的传动齿盘，所述传动齿盘与发酵箱对应的圆弧弧度相同，若干个分支管的下端共同连接有位于发酵箱底部的翻流结构。

优选的，所述支撑结构包括从底板上端面垂直延伸出的支撑架、固定连接在支撑架上端的顶板，所述顶板固定连接圆形框的上端面，所述发酵箱的两侧延伸出活动套在圆形框外表面的套壳。

优选的，所述驱动机构包括固定安装在圆形框内侧顶面的安装座、固定安装在安装座上端面的电机、连接在电机输出轴且朝向后方延伸的驱动轴、固定连接在驱动轴后端的驱动板、与驱动板后端面靠近下端处转动配合的传动板，所述传动板的外表面贯穿开设有滑口，所述驱动板的后端面延伸出滑动穿过滑口内侧的转轴，所述传动板的前端面靠近下端处与发酵箱的后端面固定连接，所述传动板的前端面靠近上端处朝向前方延伸出连接轴，所述连接轴与圆形框的上端面之间通过轴承座转动连接。

优选的，所述摆动板件包括固定连接在横向杆一端连接柱、从连接柱外表面延伸出的若干个限位斜板、活动套在连接柱外表面的套筒，所述套筒的外表面延伸出导流板，所述限位斜板于导流板的两侧对称排布，所述套筒的外表面对应每个限位斜板的位置处开设有滑动槽，所述限位斜板活动穿过滑动槽的内侧。

优选的，所述导流板的外表面贯穿开设有若干个第一通孔，所述横向杆与连接杆以及连接柱之间一体成型。

优选的，所述发酵箱内侧靠近前后位置出的若干个连接环的边沿上共同安装有条状板，所述条状板的一侧外表面延伸出卡在连接环外表面的安装卡扣，所述安装卡扣与连接环之间通过安装螺栓固定连接，所述条状板的远离连接环的一侧外表面连接有刷毛，随着所述连接环的转动刷毛对发酵箱的内壁进行刮擦，所述条状板的外表面贯穿开设有若干个第二通孔。

优选的，所述翻流结构包括活动贴住发酵箱内侧底面的固定块，每个所述分支管的下端通过延伸出的加固柱固定连接在固定块的上端面，所述固定块的外表面开设有若干个引流道，所述引流道包括开设在固定块内侧的两个相平行的下斜面与上斜面，所述下斜面与上斜面共同设置两组且于两侧对称设置，两侧所述下斜面的上端边沿连接在一起，所述上斜面的上端边沿之间留有间隔，在间隔内设置有一个活动板，所述活动板通过从下端边沿延伸出的活动轴与固定块之间转动连接，所述活动板遮盖住一侧上斜面与下斜面之间形成的通道。

优选的，所述下斜面的下端边沿上开设有入流斜面，所述引流道避开加固柱的下方位置设置。

优选的，所述底板的上端面对应发酵箱的下方处固定安装有托架，所述托架的内侧转动安装有若干个顺应着发酵箱下端面弧面布设的转动辊，所述转动辊的前后端延伸出同轴的转动轴，且所述转动轴与托架内壁转动配合。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、通过设置的外形呈扇形的发酵箱、圆形框、分支管、摆动板件等，发酵过程中，由分支管的注气嘴喷气，在驱动机构驱使发酵箱来回摆动时，内侧的液体相对着经过若干个分支管，在传动齿盘与锥齿轮的配合下，致使内侧的若干个传动齿轮发生转动，连接杆同步转动，摆动板件起到分开从分支管送入的气体的作用，同时也起到了增加液体中气泡量的作用，促进气体均匀送入，利于发酵的均匀进行，由于发酵箱的摆动作用，使得内侧各个位置的液体均能穿过分支管周围，以确保搅动均匀，利于均匀发酵。

2、通过设置的摆动板件，在连接杆转动的时候，导流板受到转动时液体相对流动的作用，导流板与套筒均会沿着连接柱的表面转动，限位斜板相对着在滑动槽的内侧滑动，直至限位斜板抵住导流板防止其继续转动，上下位置处的导流板共同形成V型形状，将从注气嘴处喷出的气体上下分开，再配合第一通孔的作用，提升对液体的搅动作用，有利于气体均匀的送入液体中，提升发酵程度。

3、通过设置的翻流结构，在发酵箱摆动的过程中，内侧液体经过固定块的一侧时，液体受到入流斜面的作用，导入上斜面与下斜面之间，冲开活动板，活动板以活动轴为轴转动并遮盖住另一侧的上斜面与下斜面的一端，液体通过上斜面与下斜面后会向上翻动，故而在摆动过程中，靠近下方的液体在经过固定翻流结构时会向上翻动，有效减少液体过重而发生沉降的现象，有利于均匀的发酵搅动。

4、在连接杆转动的过程中，条状板同时转动，刷毛对发酵箱的内壁进行刮动，有效防止粘稠的液体部分积累在发酵箱的内侧，而翻流结构可以使得发酵箱底部的液体进行刮动，条状板移动时，在第二通孔的作用下也起到增加搅动的作用，防止粘稠液体沉降，有利于各处均匀发酵。

附图说明

图1为本发明一种微生物发酵设备的结构示意图；

图2为本发明一种微生物发酵设备的剖视图图；

图3为本发明一种微生物发酵设备的另一视角剖视图；

图4为本发明一种微生物发酵设备的图3中A处放大图；

图5为本发明一种微生物发酵设备的分支管处结构示意图；

图6为本发明一种微生物发酵设备的局部结构示意图；

图7为本发明一种微生物发酵设备的图6中B处放大图；

图8为本发明一种微生物发酵设备的图6中C处放大图；

图9为本发明一种微生物发酵设备的连接柱处结构示意图；

图10为本发明一种微生物发酵设备的固定块处剖视图；

图11为本发明一种微生物发酵设备的另一视角结构示意图；

图12为本发明一种微生物发酵设备的发酵箱与圆形框结构示意图。

图中：1、底板；2、支撑架；3、顶板；4、圆形框；5、发酵箱；6、套壳；7、注液管；8、安装座；9、电机；10、驱动轴；11、驱动板；12、转轴；13、传动板；14、滑口；15、连接轴；16、轴承座；17、滑动缺口；18、供气主管；19、分支管；20、注气嘴；21、锥齿轮；22、传动齿盘；23、传动齿轮；24、加固板；25、连接杆；26、横向杆；27、连接柱；28、套筒；29、导流板；30、第一通孔；31、滑动槽；32、限位斜板；33、条状板；34、第二通孔；35、刷毛；36、安装卡扣；37、安装螺栓；38、连接环；39、加固柱；40、固定块；41、下斜面；42、上斜面；43、活动板；44、活动轴；45、入流斜面；46、托架；47、转动辊；48、转动轴；49、泄压阀。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1-图12所示的一种微生物发酵设备，包括底板1，底板1的上端通过支撑结构固定安装有朝向前后方向延伸的圆形框4，圆形框4的外表面活动套设有发酵箱5，发酵箱5的外形呈扇形形状，发酵箱5的前端面连通有注液管7，发酵箱5的一侧外表面安装有泄压阀49，用来平衡发酵箱5内侧的气压，圆形框4的内侧安装有驱使发酵箱5沿着圆形框4外表面来回摆动的驱动机构，发酵箱5的上端面对应位于圆形框4的内侧处开设有滑动缺口17，圆形框4的内侧底面固定贯穿有若干个分支管19，且分支管19穿过滑动缺口17的内侧并伸入至发酵箱5的内侧，圆形框4的下端面固定安装有同时套在若干个分支管19外表面的加固板24，分支管19的外表面设置有若干个注气嘴20，若干个分支管19的上端共同连接有供气主管18，供气主管18的端部连接外部的供气软管，每个分支管19的外表面靠近上端处的均转动安装有传动齿轮23，相邻的传动齿轮23之间相啮合，传动齿轮23下端面垂直延伸出若干个环形阵列排布的连接杆25，连接杆25外表面对应每个注气嘴20的高度位置延伸出横向杆26，横向杆26的端部活动安装有两个上下对称的摆动板件，位于后方位置的分支管19的外表面靠近传动齿轮23的下方处转动安装有锥齿轮21，连接杆25穿过锥齿轮21且相固定连接，发酵箱5的内壁上固定安装有与锥齿轮21相啮合的传动齿盘22，传动齿盘22与发酵箱5对应的圆弧弧度相同，若干个分支管19的下端共同连接有位于发酵箱5底部的翻流结构。

支撑结构包括从底板1上端面垂直延伸出的支撑架2、固定连接在支撑架2上端的顶板3，顶板3固定连接圆形框4的上端面，发酵箱5的两侧延伸出活动套在圆形框4外表面的套壳6，套壳6起到防止发酵箱5内液体溢出的作用。

驱动机构包括固定安装在圆形框4内侧顶面的安装座8、固定安装在安装座8上端面的电机9、连接在电机9输出轴且朝向后方延伸的驱动轴10、固定连接在驱动轴10后端的驱动板11、与驱动板11后端面靠近下端处转动配合的传动板13，传动板13的外表面贯穿开设有滑口14，驱动板11的后端面延伸出滑动穿过滑口14内侧的转轴12，传动板13的前端面靠近下端处与发酵箱5的后端面固定连接，传动板13的前端面靠近上端处朝向前方延伸出连接轴15，连接轴15与圆形框4的上端面之间通过轴承座16转动连接，电机9使得驱动轴10转动，进而带动驱动板11沿着驱动轴10转动，同时转轴12沿着滑口14的内侧滑动，在此过程中传动板13以连接轴15为轴进行来回摆动，从而使得发酵箱5摆动。

摆动板件包括固定连接在横向杆26一端连接柱27、从连接柱27外表面延伸出的若干个限位斜板32、活动套在连接柱27外表面的套筒28，套筒28的外表面延伸出导流板29，限位斜板32于导流板29的两侧对称排布，套筒28的外表面对应每个限位斜板32的位置处开设有滑动槽31，限位斜板32活动穿过滑动槽31的内侧，确保导流板29在受到液体推动时可以转动一定的角度后停止。

导流板29的外表面贯穿开设有若干个第一通孔30，横向杆26与连接杆25以及连接柱27之间一体成型，确保整体结构强度。

发酵箱5内侧靠近前后位置出的若干个连接环38的边沿上共同安装有条状板33，条状板33的一侧外表面延伸出卡在连接环38外表面的安装卡扣36，安装卡扣36与连接环38之间通过安装螺栓37固定连接，在旋下安装螺栓37后即可将条状板33拆下，利于后期维护，条状板33的远离连接环38的一侧外表面连接有刷毛35，随着连接环38的转动刷毛35可以对发酵箱5的内壁进行刮擦，条状板33的外表面贯穿开设有若干个第二通孔34，第二通孔34也起到增加搅动的效果。

翻流结构包括活动贴住发酵箱5内侧底面的固定块40，每个分支管19的下端通过延伸出的加固柱39固定连接在固定块40的上端面，固定块40的外表面开设有若干个引流道，引流道包括开设在固定块40内侧的两个相平行的下斜面41与上斜面42，下斜面41与上斜面42共同设置两组且于两侧对称设置，两侧下斜面41的上端边沿连接在一起，上斜面42的上端边沿之间留有间隔，在间隔内设置有一个活动板43，活动板43通过从下端边沿延伸出的活动轴44与固定块40之间转动连接，活动板43遮盖住一侧上斜面42与下斜面41之间形成的通道，下斜面41的下端边沿上开设有入流斜面45，引流道避开加固柱39的下方位置设置，在发酵箱5摆动的过程中，内侧液体经过固定块40的一侧时，液体受到入流斜面45的作用，导入上斜面42与下斜面41之间，冲开活动板43，活动板43以活动轴44为轴转动并遮盖住另一侧的上斜面42与下斜面41的一端，液体通过上斜面42与下斜面41后会向上翻动，故而在摆动过程中，靠近下方的液体在经过固定翻流结构时会向上翻动，有效减少液体过重而发生沉降的现象，有利于均匀的发酵搅动。

底板1的上端面对应发酵箱5的下方处固定安装有托架46，托架46的内侧转动安装有若干个顺应着发酵箱5下端面弧面布设的转动辊47，转动辊47的前后端延伸出同轴的转动轴48，且转动轴48与托架46内壁转动配合，转动辊47托举着发酵箱5的下方，减少对支撑架2的负担，确保整个装置的平稳运行。

由注液管7充入菌体液，发酵过程中，由分支管19的注气嘴20喷气，在驱动机构驱使发酵箱5来回摆动时，内侧的液体相对着经过若干个分支管19，在传动齿盘22与锥齿轮21的配合下，致使内侧的若干个传动齿轮23发生转动，连接杆25同步转动，摆动板件起到分开从分支管19送入的气体的作用，同时也起到了增加液体中气泡量的作用，促进气体均匀送入，利于发酵的均匀进行，由于发酵箱5的摆动作用，使得内侧各个位置的液体均能穿过分支管19周围，以确保搅动均匀，利于均匀发酵；在连接杆25转动的时候，导流板29受到转动时液体相对流动的作用，导流板29与套筒28均会沿着连接柱27的表面转动，限位斜板32相对着在滑动槽31的内侧滑动，直至限位斜板32抵住导流板29防止其继续转动，上下位置处的导流板29共同形成V型形状，将从注气嘴20处喷出的气体上下分开，再配合第一通孔30的作用，提升对液体的搅动作用，有利于气体均匀的送入液体中，提升发酵程度；在发酵箱5摆动的过程中，内侧液体经过固定块40的一侧时，液体受到入流斜面45的作用，导入上斜面42与下斜面41之间，冲开活动板43，活动板43以活动轴44为轴转动并遮盖住另一侧的上斜面42与下斜面41的一端，液体通过上斜面42与下斜面41后会向上翻动，故而在摆动过程中，靠近下方的液体在经过固定翻流结构时会向上翻动，有效减少液体过重而发生沉降的现象，有利于均匀的发酵搅动；在连接杆25转动的过程中，条状板33同时转动，刷毛35对发酵箱5的内壁进行刮动，有效防止粘稠的液体部分积累在发酵箱5的内侧，而翻流结构可以使得发酵箱5底部的液体进行刮动，条状板33移动时，在第二通孔34的作用下也起到增加搅动的作用，防止粘稠液体沉降，有利于各处均匀发酵。

以上显示和描述了本发明的基本原理、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的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种微生物发酵设备，包括底板（1），其特征在于：所述底板（1）的上端通过支撑结构固定安装有朝向前后方向延伸的圆形框（4），所述圆形框（4）的外表面活动套设有发酵箱（5），所述发酵箱（5）的外形呈扇形形状，所述发酵箱（5）的前端面连通有注液管（7），所述发酵箱（5）的一侧外表面安装有泄压阀（49），所述圆形框（4）的内侧安装有驱使发酵箱（5）沿着圆形框（4）外表面来回摆动的驱动机构，所述发酵箱（5）的上端面对应位于圆形框（4）的内侧处开设有滑动缺口（17），所述圆形框（4）的内侧底面固定贯穿有若干个分支管（19），且所述分支管（19）穿过滑动缺口（17）的内侧并伸入至发酵箱（5）的内侧，所述圆形框（4）的下端面固定安装有同时套在若干个分支管（19）外表面的加固板（24），所述分支管（19）的外表面设置有若干个注气嘴（20），若干个所述分支管（19）的上端共同连接有供气主管（18），每个所述分支管（19）的外表面靠近上端处的均转动安装有传动齿轮（23），相邻的所述传动齿轮（23）之间相啮合，所述传动齿轮（23）下端面垂直延伸出若干个环形阵列排布的连接杆（25），所述连接杆（25）外表面对应每个注气嘴（20）的高度位置延伸出横向杆（26），所述横向杆（26）的端部活动安装有两个上下对称的摆动板件，位于后方位置的分支管（19）的外表面靠近传动齿轮（23）的下方处转动安装有锥齿轮（21），所述连接杆（25）穿过锥齿轮（21）且相固定连接，所述发酵箱（5）的内壁上固定安装有与锥齿轮（21）相啮合的传动齿盘（22），所述传动齿盘（22）与发酵箱（5）对应的圆弧弧度相同，若干个分支管（19）的下端共同连接有位于发酵箱（5）底部的翻流结构；

所述发酵箱（5）内侧靠近前后位置出的若干个连接环（38）的边沿上共同安装有条状板（33），所述条状板（33）的一侧外表面延伸出卡在连接环（38）外表面的安装卡扣（36），所述安装卡扣（36）与连接环（38）之间通过安装螺栓（37）固定连接，所述条状板（33）的远离连接环（38）的一侧外表面连接有刷毛（35），随着所述连接环（38）的转动刷毛（35）对发酵箱（5）的内壁进行刮擦，所述条状板（33）的外表面贯穿开设有若干个第二通孔（34）；

所述翻流结构包括活动贴住发酵箱（5）内侧底面的固定块（40），每个所述分支管（19）的下端通过延伸出的加固柱（39）固定连接在固定块（40）的上端面，所述固定块（40）的外表面开设有若干个引流道，所述引流道包括开设在固定块（40）内侧的两个相平行的下斜面（41）与上斜面（42），所述下斜面（41）与上斜面（42）共同设置两组且于两侧对称设置，两侧所述下斜面（41）的上端边沿连接在一起，所述上斜面（42）的上端边沿之间留有间隔，在间隔内设置有一个活动板（43），所述活动板（43）通过从下端边沿延伸出的活动轴（44）与固定块（40）之间转动连接，所述活动板（43）遮盖住一侧上斜面（42）与下斜面（41）之间形成的通道；

所述下斜面（41）的下端边沿上开设有入流斜面（45），所述引流道避开加固柱（39）的下方位置设置。

2.根据权利要求1所述的一种微生物发酵设备，其特征在于：所述支撑结构包括从底板（1）上端面垂直延伸出的支撑架（2）、固定连接在支撑架（2）上端的顶板（3），所述顶板（3）固定连接圆形框（4）的上端面，所述发酵箱（5）的两侧延伸出活动套在圆形框（4）外表面的套壳（6）。

3.根据权利要求1所述的一种微生物发酵设备，其特征在于：所述驱动机构包括固定安装在圆形框（4）内侧顶面的安装座（8）、固定安装在安装座（8）上端面的电机（9）、连接在电机（9）输出轴且朝向后方延伸的驱动轴（10）、固定连接在驱动轴（10）后端的驱动板（11）、与驱动板（11）后端面靠近下端处转动配合的传动板（13），所述传动板（13）的外表面贯穿开设有滑口（14），所述驱动板（11）的后端面延伸出滑动穿过滑口（14）内侧的转轴（12），所述传动板（13）的前端面靠近下端处与发酵箱（5）的后端面固定连接，所述传动板（13）的前端面靠近上端处朝向前方延伸出连接轴（15），所述连接轴（15）与圆形框（4）的上端面之间通过轴承座（16）转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种微生物发酵设备，其特征在于：所述摆动板件包括固定连接在横向杆（26）一端连接柱（27）、从连接柱（27）外表面延伸出的若干个限位斜板（32）、活动套在连接柱（27）外表面的套筒（28），所述套筒（28）的外表面延伸出导流板（29），所述限位斜板（32）于导流板（29）的两侧对称排布，所述套筒（28）的外表面对应每个限位斜板（32）的位置处开设有滑动槽（31），所述限位斜板（32）活动穿过滑动槽（31）的内侧。

5.根据权利要求4所述的一种微生物发酵设备，其特征在于：所述导流板（29）的外表面贯穿开设有若干个第一通孔（30），所述横向杆（26）与连接杆（25）以及连接柱（27）之间一体成型。

6.根据权利要求1所述的一种微生物发酵设备，其特征在于：所述底板（1）的上端面对应发酵箱（5）的下方处固定安装有托架（46），所述托架（46）的内侧转动安装有若干个顺应着发酵箱（5）下端面弧面布设的转动辊（47），所述转动辊（47）的前后端延伸出同轴的转动轴（48），且所述转动轴（48）与托架（46）内壁转动配合。

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