CN113583823A - 一种高速翻转的微生物发酵罐 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高速翻转的微生物发酵罐，包括支撑架，所述支撑架的底端固定有横向设置的发酵罐体、顶端固定有与发酵罐体入气端相连接的制氧器，所述发酵罐体的内部设有原浆供给组件以及清理消泡组件，所述发酵罐体的外部固定有翻转组件。本发明能够引导原料与用于发酵的原浆充分混合，且能够跟随旋转的中空搅拌叶片对其上乳化气泡以及液面上的乳化气泡进行清理，从而提高了发酵效果。
Description
技术领域
本发明主要涉及微生物发酵罐的技术领域，具体涉及一种高速翻转的微生物发酵罐。
背景技术
微生物发酵即是指利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。
根据申请号为CN201721216183.6的专利文献所提供的一种高效控温的微生物发酵罐可知，该产品包括罐体、罐体盖、支撑杆、加热装置和冷却装置；冷却装置由多个冷却单元组装构成；冷却单元的整体形状为工字型管均包括空心管和实心管两部分，同一横管上的空心管和实心管位于工字型中的竖管的两侧，且上横管的空心管与下横管的空心管与竖管连通并位于在竖管的两侧；冷却单元之间安装一起共同组成冷却装置；加热装置内设置有加热圈；发酵罐的底部设置有排污口和出液口，排污口位于发酵罐底部的正下方，出液口位于排污口的上方。本实用新型的高效控温的微生物发酵罐包括高效冷却装置和加热装置，既可以冷却又可以加热，有效实现灵活控温过程。
但上述微生物发酵罐仍然存在着缺陷，例如上述发酵罐虽然既可以冷却又可以加热，有效实现灵活控温过程，但传统的发酵罐通常仅通过搅拌轴对发酵罐内部原料进行搅拌，导致原料翻转效率低，且原料与用于发酵的原浆的接触不够充分，使得发酵效率低下。
发明内容
本发明主要提供了一种高速翻转的微生物发酵罐用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种高速翻转的微生物发酵罐，包括支撑架，所述支撑架的底端固定有横向设置的发酵罐体、顶端固定有与发酵罐体入气端相连接的制氧器，所述发酵罐体的内部设有原浆供给组件以及清理消泡组件，所述发酵罐体的外部固定有翻转组件；
所述发酵罐体包括固定于所述支撑架内部两端的中空支撑座，两个所述中空支撑座之间转动连接有与所述翻转组件执行端相连接的反应罐；
所述原浆供给组件包括穿设于所述反应罐内部的中空供浆管，以及固定于所述中空供浆管外表面且对称设置的多个中空搅拌叶片，所述中空供浆管的转动方向与发酵罐体转动方向相反、且一端延伸至外部与固定于所述发酵罐体上的电机相连接，所述中空搅拌叶片内腔通过通孔与所述中空供浆管相连通，所述中空搅拌叶片上固定有喷头；
所述清理消泡组件包括固定于所述中空供浆管两端的联动机构，以及与所述联动机构执行端相连接且设于中空供浆管两侧的匚形刮刀，所述匚形刮刀的内侧表面固定有超音波消泡头，当刮刀处于静止状态且位于反应罐顶部时，所述超音波消泡头对反应罐中的液面表面进行消泡，或当匚形刮刀在联动机构的带动下进行旋转时，超音波消泡头对中空搅拌叶片表面进行消泡。
进一步的，所述翻转组件包括固定于所述支撑架底端内壁上的减速机，固定于所述减速机输出轴上的齿轮，与所述齿轮相啮合且套设于所述反应罐外部的齿圈，从而带动反应罐内的原料跟随其进行旋转，进而提高了反应罐的搅拌效率。
进一步的，所述翻转组件还包括套设于所述反应罐两端的导向环，以及与所述导向环底端表面相抵靠且固定于所述支撑架内部底端的支撑轮，通过支撑轮在导向环的滑槽上的滚动，从而防止反应罐偏离转动路线，提高了反应罐翻转的稳定性。
进一步的，所述中空供浆管的一端贯穿中空支撑座延伸至外部与旋转接头相连接、另一端固定有穿设于所述中空支撑座支撑座上的供氧套管，所述供氧套管的出气端延伸至反应罐内部、入气端通过管道与所述制氧器出气端相连接，从而在不干扰反应罐转动的情况下，增加反应罐内的氧气含量，为发酵制造条件。
进一步的，所述联动机构包括通过轴承与所述中空供浆管转动连接的转动套，所述转动套的内部通过转轴转动连接有棘爪，所述棘爪的一侧与固定于所述中空供浆管外表面的推齿相抵靠，从而带动匚形刮刀进行旋转，以利用匚形刮刀与反应罐内壁上的物料之间的摩擦，对反应罐内壁上的物料进行清理。
进一步的，所述棘爪与所述转动套的内壁之间固定有弹簧，使得推齿不断滑过棘爪时，棘爪借助其上的弹簧不断返回原来的工作位置，等待下一次推齿的推动。
进一步的，所述中空支撑座与回热机构相连接，所述回热机构包括固定于所述反应罐延伸至中空支撑座内部一端的气体单向阀，以及固定于中空支撑座内腔顶端的第一引风机，所述第一引风机出气端通过风管与加热器相连接，所述加热器固定于所述支撑架顶端，从而利用加热器蒸发热空气中的部分水分并重新回流至反应罐内参与发酵工作。
进一步的，所述回热机构还包括固定于所述中空支撑座内部的第二引风机，所述第二引风机入气端通过风管与所述加热器出气端相连接、出气端通过风管与所述供氧套管相连接，从而利用第二引风机引导加热器经过重新加热后的空气回流至供氧套管内，跟随供氧套管内的氧气进入反应罐，从而维持反应罐内的温度。
进一步的，所述加热器内部固定有支撑框，所述支撑框内固定有多个加热铜管，所述加热器内壁底端开设有导水槽，使得加热器通过其内支撑框中的加热铜管对引入其内的热空气进行加热，并通过导水槽引导凝结的水珠流出。
进一步的，所述反应罐的内部两端固定有多个第二搅拌叶片，多个第二搅拌叶片环绕所述反应罐径向平面的中轴线设置，通过反应罐中的第二搅拌叶片配合中空供浆管上的中空搅拌叶片进行搅拌。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
其一，本发明能够引导原料与用于发酵的原浆充分混合，从而提高了发酵效率和效果，具体为：通过中空供浆管进行旋转，以使中空供浆管带动其上中空搅拌叶片配合在翻转组件的带动下进行旋转的反应罐，对流入反应罐中的原料进行搅拌，在此过程中，由于中空搅拌叶片内腔通过通孔与中空供浆管相连通，以使原浆通过中空搅拌叶片上的喷头均匀的洒落至反应罐中，提高原浆与原料的接触，进而提高反应效率。
其二，本发明能够跟随旋转的中空搅拌叶片对其上乳化气泡以及液面上的乳化气泡进行清理，从而提高了发酵效果，具体为：在使用微生物发酵罐对原料进行处理时，由于中空供浆管与旋转接头相连接，具体为；通过中空供浆管的旋转，使得中空供浆管通过联动机构带动匚形刮刀进行角位移，从而通过匚形刮刀与反应罐内壁上所附着的原料的摩擦，对反应罐内壁进行清洁，减少板结现象，且在此过程中，匚形刮刀跟随中空供浆管旋转，使得匚形刮刀上的超音波消泡头与中空搅拌叶片同处于一个水平面，以使超音波消泡头消除中空搅拌叶片以及液面上的乳化泡沫。
以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的剖视图；
图3为本发明反应罐的内部结构示意图；
图4为本发明反应罐的剖视图；
图5为本发明联动机构的结构示意图；
图6为本发明的轴测图；
图7为本发明加热器的结构示意图；
图8为本发明的侧视图。
图中：10、支撑架；20、发酵罐体；21、反应罐；211、第二搅拌叶片；22、中空支撑座；30、原浆供给组件；31、供氧套管；32、中空供浆管；33、旋转接头；34、中空搅拌叶片；35、喷头；36、回热机构；361、加热器；3611、加热铜管；3612、支撑框；3613、导水槽；362、第一引风机；363、气体单向阀；364、第二引风机；37、电机；40、制氧器；50、清理消泡组件；51、联动机构；511、推齿；512、棘爪；513、弹簧；514、转动套；52、匚形刮刀；53、超音波消泡头；60、翻转组件；61、导向环；62、支撑轮；63、齿圈；64、齿轮；65、减速机。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例，请参照附图1-8，在本发明一优选的实施例中，一种高速翻转的微生物发酵罐，包括支撑架10，所述支撑架10的底端固定有横向设置的发酵罐体20、顶端固定有与发酵罐体20入气端相连接的制氧器40，所述发酵罐体20的内部设有原浆供给组件30以及清理消泡组件50，所述发酵罐体20的外部固定有翻转组件60；
所述发酵罐体20包括固定于所述支撑架10内部两端的中空支撑座22，两个所述中空支撑座22之间转动连接有与所述翻转组件60执行端相连接的反应罐21；
所述原浆供给组件30包括穿设于所述反应罐21内部的中空供浆管32，以及固定于所述中空供浆管32外表面且对称设置的多个中空搅拌叶片34，所述中空供浆管32的转动方向与发酵罐体20转动方向相反、且一端延伸至外部与固定于所述发酵罐体20上的电机37相连接，所述中空搅拌叶片34内腔通过通孔与所述中空供浆管32相连通，所述中空搅拌叶片34上固定有喷头35；
所述清理消泡组件50包括固定于所述中空供浆管32两端的联动机构51，以及与所述联动机构51执行端相连接且设于中空供浆管32两侧的匚形刮刀52，所述匚形刮刀52的内侧表面固定有超音波消泡头53，当刮刀52处于静止状态且位于反应罐21顶部时，所述超音波消泡头53对反应罐21中的液面表面进行消泡，或当匚形刮刀52在联动机构51的带动下进行旋转时，超音波消泡头53对中空搅拌叶片34表面进行消泡；
需要说明的是，在本实施例中，由于中空供浆管32与旋转接头33相连接，从而将用于发酵的原浆导入至中空供浆管32内，再通过电机带动穿插在反应罐21内的中空供浆管32进行旋转，以使中空供浆管32带动其上中空搅拌叶片34配合在翻转组件60的带动下进行旋转的反应罐21，对流入反应罐21中的原料进行搅拌，在此过程中，由于中空搅拌叶片34内腔通过通孔与中空供浆管32相连通，以使原浆通过中空搅拌叶片34上的喷头35均匀的洒落至反应罐21中，提高原浆与原料的接触，进而提高反应效率；
进一步的，通过中空供浆管32的旋转，使得中空供浆管32通过联动机构51带动匚形刮刀52进行角位移，从而通过匚形刮刀52与反应罐21内壁上所附着的原料的摩擦，对反应罐21内壁进行清洁，减少板结现象，且在此过程中，匚形刮刀52跟随中空供浆管32旋转，使得匚形刮刀52上的超音波消泡头53与中空搅拌叶片34同处于一个水平面，以使超音波消泡头53消除中空搅拌叶片34以及液面上的乳化泡沫。
具体的，请着重参照附图1、3和8，在本发明另一优选的实施例中，所述翻转组件60包括固定于所述支撑架10底端内壁上的减速机65，固定于所述减速机65输出轴上的齿轮64，与所述齿轮64相啮合且套设于所述反应罐21外部的齿圈63，所述翻转组件60还包括套设于所述反应罐21两端的导向环61，以及与所述导向环61底端表面相抵靠且固定于所述支撑架10内部底端的支撑轮62；
需要说明的是，在本实施例中，使得电机带动减速机65进行运转时，由于减速机65的输出轴上固定有与反应罐21外部的齿圈63相啮合的齿轮64，使得减速机65带动反应罐21进行自动旋转，从而带动反应罐21内的原料跟随其进行旋转，进而提高了反应罐21的搅拌效率；
进一步的，从而利用支撑架10底部的支撑轮62在反应罐21两端的导向环61上滑动，从而为转动的反应罐21提供支撑的同时，通过支撑轮62在导向环61的滑槽上的滚动，从而防止反应罐21偏离转动路线，提高了反应罐21翻转的稳定性。
具体的，请着重参照附图1和2，在本发明另一优选的实施例中，所述中空供浆管32的一端贯穿中空支撑座22延伸至外部与旋转接头33相连接、另一端固定有穿设于所述中空支撑座22支撑座上的供氧套管31，所述供氧套管31的出气端延伸至反应罐21内部、入气端通过管道与所述制氧器40出气端相连接；
需要说明的是，在本实施例中，使得制氧器40所制造的氧气得以通过延伸至反应罐21内部的供氧套管31流入至反应罐21内，且由于供氧套管31设在反应罐21轴心处，从而在不干扰反应罐21转动的情况下，增加反应罐21内的氧气含量，为发酵制造条件；
进一步的，供氧套管31延伸至反应罐21内的一端固定单向阀，从而防止反应罐21内液体回流。
具体的，请着重参照附图2和5，在本发明另一优选的实施例中，所述联动机构51包括通过轴承与所述中空供浆管32转动连接的转动套514，所述转动套514的内部通过转轴转动连接有棘爪512，所述棘爪512的一侧与固定于所述中空供浆管32外表面的推齿511相抵靠，所述棘爪512与所述转动套514的内壁之间固定有弹簧513，所述反应罐21的内部两端固定有多个第二搅拌叶片211，多个第二搅拌叶片211环绕所述反应罐21径向平面的中轴线设置；
需要说明的是，在本实施例中，使得中空供浆管32进行旋转时，由于中空供浆管32上的推齿511与套设在其上的转动套514内的棘爪512相抵靠，从而利用推齿511推动转动套514进行旋转，由于转动套514上固定有匚形刮刀52，从而带动匚形刮刀52进行旋转，以利用匚形刮刀52与反应罐21内壁上的物料之间的摩擦，对反应罐21内壁上的物料进行清理；
进一步的，中空供浆管32进行相反的方向进行旋转时，推齿511不断滑过棘爪512，使得反应罐21中仅有中空供浆管32带动其上中空搅拌叶片34进行旋转；
进一步的，使得推齿511不断滑过棘爪512时，棘爪512借助其上的弹簧513不断返回原来的工作位置，等待下一次推齿511的推动；
进一步的，通过反应罐21中的第二搅拌叶片211配合中空供浆管32上的中空搅拌叶片34进行搅拌。
具体的，请着重参照附图2和3，在本发明另一优选的实施例中，所述中空支撑座22与回热机构36相连接，所述回热机构36包括固定于所述反应罐21延伸至中空支撑座22内部一端的气体单向阀363，以及固定于中空支撑座22内腔顶端的第一引风机362，所述第一引风机362出气端通过风管与加热器361相连接，所述加热器361固定于所述支撑架10顶端，所述回热机构36还包括固定于所述中空支撑座22内部的第二引风机364，所述第二引风机364入气端通过风管与所述加热器361出气端相连接、出气端通过风管与所述供氧套管31相连接，所述加热器361内部固定有支撑框3612，所述支撑框3612内固定有多个加热铜管3611，所述加热器361内壁底端开设有导水槽3613；
需要说明的是，在本实施例中，使得反应罐21内受热膨胀上升的热空气经过中空支撑座22中第一引风机362的引导，经过气体单向阀363流入中空支撑座22后，由于第一引风机362出气端与加热器361相连接，从而利用加热器361蒸发热空气中的部分水分并重新回流至反应罐21内参与发酵工作；
进一步的，从而利用第二引风机364引导加热器361经过重新加热后的空气回流至供氧套管31内，跟随供氧套管31内的氧气进入反应罐21，从而维持反应罐21内的温度；
进一步的，使得加热器361通过其内支撑框3612中的加热铜管3611对引入其内的热空气进行加热，并通过导水槽3613引导凝结的水珠流出。
本发明的具体操作方式如下：
在使用微生物发酵罐对原料进行处理时，由于中空供浆管32与旋转接头33相连接，从而将用于发酵的原浆导入至中空供浆管32内，再通过电机带动穿插在反应罐21内的中空供浆管32进行旋转，以使中空供浆管32带动其上中空搅拌叶片34，配合在翻转组件60的带动下进行旋转的反应罐21，对流入反应罐21中的原料进行搅拌，在此过程中，由于中空搅拌叶片34内腔通过通孔与中空供浆管32相连通，以使原浆通过中空搅拌叶片34上的喷头35均匀的洒落至反应罐21中，提高原浆与原料的接触，进而提高反应效率；
通过中空供浆管32的旋转，使得中空供浆管32通过联动机构51带动匚形刮刀52进行角位移，从而通过匚形刮刀52与反应罐21内壁上所附着的原料的摩擦，对反应罐21内壁进行清洁，减少板结现象，且在此过程中，匚形刮刀52跟随中空供浆管32旋转，使得匚形刮刀52上的超音波消泡头53与中空搅拌叶片34同处于一个水平面，以使超音波消泡头53消除中空搅拌叶片34以及液面上的乳化泡沫。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高速翻转的微生物发酵罐，包括支撑架(10)，其特征在于，所述支撑架(10)的底端固定有横向设置的发酵罐体(20)、顶端固定有与发酵罐体(20)入气端相连接的制氧器(40)，所述发酵罐体(20)的内部设有原浆供给组件(30)以及清理消泡组件(50)，所述发酵罐体(20)的外部固定有翻转组件(60)；
所述发酵罐体(20)包括固定于所述支撑架(10)内部两端的中空支撑座(22)，两个所述中空支撑座(22)之间转动连接有与所述翻转组件(60)执行端相连接的反应罐(21)；
所述原浆供给组件(30)包括穿设于所述反应罐(21)内部的中空供浆管(32)，以及固定于所述中空供浆管(32)外表面且对称设置的多个中空搅拌叶片(34)，所述中空供浆管(32)的转动方向与发酵罐体(20)转动方向相反、且一端延伸至外部与固定于所述发酵罐体(20)上的电机(37)相连接，所述中空搅拌叶片(34)内腔通过通孔与所述中空供浆管(32)相连通，所述中空搅拌叶片(34)上固定有喷头(35)；
所述清理消泡组件(50)包括固定于所述中空供浆管(32)两端的联动机构(51)，以及与所述联动机构(51)执行端相连接且设于中空供浆管(32)两侧的匚形刮刀(52)，所述匚形刮刀(52)的内侧表面固定有超音波消泡头(53)，当刮刀(52)处于静止状态且位于反应罐(21)顶部时，所述超音波消泡头(53)对反应罐(21)中的液面表面进行消泡，或当匚形刮刀(52)在联动机构(51)的带动下进行旋转时，超音波消泡头(53)对中空搅拌叶片(34)表面进行消泡。
2.根据权利要求1所述的一种高速翻转的微生物发酵罐，其特征在于，所述翻转组件(60)包括固定于所述支撑架(10)底端内壁上的减速机(65)，固定于所述减速机(65)输出轴上的齿轮(64)，与所述齿轮(64)相啮合且套设于所述反应罐(21)外部的齿圈(63)。
3.根据权利要求2所述的一种高速翻转的微生物发酵罐，其特征在于，所述翻转组件(60)还包括套设于所述反应罐(21)两端的导向环(61)，以及与所述导向环(61)底端表面相抵靠且固定于所述支撑架(10)内部底端的支撑轮(62)。
4.根据权利要求1所述的一种高速翻转的微生物发酵罐，其特征在于，所述中空供浆管(32)的一端贯穿中空支撑座(22)延伸至外部与旋转接头(33)相连接、另一端固定有穿设于所述中空支撑座(22)支撑座上的供氧套管(31)，所述供氧套管(31)的出气端延伸至反应罐(21)内部、入气端通过管道与所述制氧器(40)出气端相连接。
5.根据权利要求1所述的一种高速翻转的微生物发酵罐，其特征在于，所述联动机构(51)包括通过轴承与所述中空供浆管(32)转动连接的转动套(514)，所述转动套(514)的内部通过转轴转动连接有棘爪(512)，所述棘爪(512)的一侧与固定于所述中空供浆管(32)外表面的推齿(511)相抵靠。
6.根据权利要求5所述的一种高速翻转的微生物发酵罐，其特征在于，所述棘爪(512)与所述转动套(514)的内壁之间固定有弹簧(513)。
7.根据权利要求4所述的一种高速翻转的微生物发酵罐，其特征在于，所述中空支撑座(22)与回热机构(36)相连接，所述回热机构(36)包括固定于所述反应罐(21)延伸至中空支撑座(22)内部一端的气体单向阀(363)，以及固定于中空支撑座(22)内腔顶端的第一引风机(362)，所述第一引风机(362)出气端通过风管与加热器(361)相连接，所述加热器(361)固定于所述支撑架(10)顶端。
8.根据权利要求7所述的一种高速翻转的微生物发酵罐，其特征在于，所述回热机构(36)还包括固定于所述中空支撑座(22)内部的第二引风机(364)，所述第二引风机(364)入气端通过风管与所述加热器(361)出气端相连接、出气端通过风管与所述供氧套管(31)相连接。
9.根据权利要求8所述的一种高速翻转的微生物发酵罐，其特征在于，所述加热器(361)内部固定有支撑框(3612)，所述支撑框(3612)内固定有多个加热铜管(3611)，所述加热器(361)内壁底端开设有导水槽(3613)。
10.根据权利要求1所述的一种高速翻转的微生物发酵罐，其特征在于，所述反应罐(21)的内部两端固定有多个第二搅拌叶片(211)，多个第二搅拌叶片(211)环绕所述反应罐(21)径向平面的中轴线设置。
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