CN114106954A - 一种适用于多种微生物混合发酵的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发酵装置领域，具体公开一种适用于多种微生物混合发酵的装置，包括第一发酵模块、第二发酵模块、密封搅拌装置和连接过滤装置，密封搅拌装置包括调节环、连接横杆、固定杆、密封板和搅拌叶片，连接过滤装置包括设有隔膜层的套筒，第一发酵模块和第二发酵模块通过套筒可拆卸式连接。本装置在确保发酵液均一性的同时，根据接种微生物的大小更换定制化滤膜，可实现不同菌种的物理隔离，解决现有的液体发酵装置进行混合菌种发酵时出现的相互弑杀或抑制，难以保证非优势菌种存活率的问题，同时可解决现有发酵装置中滤膜不方便更换，容易泄露或污染，发酵过程搅拌不均匀，且不能实现多通道混合发酵等问题，更有利于多菌种混合发酵工艺的控制。
Description
技术领域
本发明属于酿酒发酵装置领域，特别涉及一种适用于多种微生物混合发酵的装置。
背景技术
酿酒是利用微生物发酵生产含一定浓度酒精饮料的过程，为了提高酒的风味，研究人员也在不断尝试利用混合菌种发酵，通过控制不同种属微生物发酵的生理生化过程来提高发酵酒风味的复杂性，特别是将非优势种群的非酿酒酵母接入以酿酒酵母为优势菌种的发酵体系中，能有效的提高风味复杂性。然而，现有的液体发酵装置只能实现简单的混合，接种菌剂和发酵液存在于同一个发酵空间内，当接种混合菌种发酵时，不能将不同的接种菌剂区分开，不同菌剂直接接触有可能会存在相互弑杀或抑制，影响微生物的生长与发酵，特别是非优势菌生长的影响更大。在研发实践中，研究人员也尝试用滤纸等作为中间隔膜层，根据不同孔径滤纸可允许发酵液的部分物质或者不同微生物通过隔膜层。但目前仍没有比较成熟的混合发酵装置，仍存在滤纸不方便更换，容易泄露等问题，且一般只能实现两个桶体的简单混合，不能实现多通道的液体混合，且混合不够均匀。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种适用于多种微生物混合发酵的装置，有利于不同菌剂的混合发酵，进一步提高发酵酒的风味。
为实现上述目的，本发明提供了一种适用于多种微生物混合发酵的装置，包括第一发酵模块和第二发酵模块，所述第一发酵模块和第二发酵模块均包括桶体，所述桶体顶部设有进料口，侧面设有交换口，所述交换口处设有带螺纹的连接部，还包括密封搅拌装置和连接过滤装置，所述密封搅拌装置包括调节环、连接横杆、固定杆、密封板和搅拌叶片，所述调节环内侧设有螺纹，所述调节环套接在所述连接部外侧，并通过螺纹与连接部固定，所述调节环远离所述桶体一端通过连接横杆固定有固定杆，所述固定杆横向延伸至所述桶体内，所述固定杆上设置有密封板和搅拌叶片，所述密封板与所述交换口的大小相匹配，所述搅拌叶片设于所述密封板外侧、远离所述连接横杆一端，所述搅拌叶片与所述固定杆转动连接；
所述连接过滤装置包括两端开口的套筒，所述套筒内可拆卸固定有隔膜层，所述套筒两端分别套接在所述第一发酵模块和第二发酵模块的调节环外侧。
密封搅拌装置主要用于开启或密封所述桶体的交换口，如旋转密封搅拌装置的调节环，可使密封板贴上交换口将交换口密封，或者远离交换口，使交换口打开。搅拌叶片可以随着液体的流动而转动，进一步将液体搅匀。连接过滤装置与密封搅拌装置配合，可选择合适的隔膜层，将连接过滤装置套筒与调节环固定后再打开交换口，进一步提高更换隔膜层时的密封性，同时，可根据需要调节交换的时间、频率等。
优选的，所述桶体设有支撑脚，所述支撑脚包括第一支撑脚和第二支撑脚，所述第一支撑脚和第二支撑脚高度可调。可根据需要将第一桶体和第二桶体的高度调成高低不一，更有利于液体的混合发酵。
优选的，所述支撑脚上设有固定螺栓或固定卡勾。便于将罐体固定在振荡装置上。
优选的，所述套筒中部设有第一连接口，所述第一连接口设有与所述调节环相匹配的第一连接卡环，所述第一连接卡环内设有隔膜层。可实现三个桶体的混合发酵，即可将混合菌剂分别接种在三个不同的罐体中。
优选的，所述套筒中部设有第二连接口，所述第二连接口设有与所述调节环相匹配的第二连接卡环，所述第二连接卡环内设有隔膜层。即可以实现四个桶体的混合发酵。当然，也可以根据需要设置更多的连接口，实现多通道混合发酵。
优选的，所述套筒内设有固定块和弹性卡条，所述隔膜层的边沿固定在所述固定块和弹性卡条之间。优选的，所述固定块上设有卡槽，所述弹性卡条上设有与所述卡槽相匹配的凸起，更有利于将隔膜层固定。
优选的，所述隔膜层为可依据接种微生物直径的大小进行相应选择或者定制化的滤膜。
优选的，所述桶体底部设有加热装置。优选的，所述加热装置为金属浴加热装置或水浴加热装置。
优选的，所述桶体固定在振荡装置上。通过振荡更有利于液体混合均匀。
优选的，所述进料口设有可拆卸的盖子，所述盖子上设有通气管。可根据发酵需要选择通入相应的气体。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1. 本发明在交换口处设置了密封搅拌装置和连接过滤装置，其中，密封搅拌装置主要用于开启或密封所述桶体的交换口，如旋转密封搅拌装置的调节环，可使密封板贴上交换口将交换口密封，或者远离交换口，使交换口打开；搅拌叶片可以随着液体的流动而转动，进一步将液体搅匀，更有利于液体的混合发酵。
2. 本发明的连接过滤装置与密封搅拌装置配合，可在发酵过程更换隔膜层，将连接过滤装置套筒与调节环固定后再打开交换口，进一步提高更换隔膜层时的密封性，同时，可根据需要调节发酵液体交换发酵的时间、频率等，更有利于发酵工艺的控制。
3. 本发明的连接过滤装置的套筒可做成3通道或者多通道，并且可根据需要开启或关闭罐体的交换口，如更换隔膜层过程中先将交换口关闭，更换好套筒及隔膜层后再打开交换口，可防止发酵液与外界接触，避免细菌等别的微生物污染；发酵过程需控制发酵液交换时间的，也可以关闭交换口一定时间再将交换口打开，可更好地满足不同试验要求，更有利于发酵工艺的优化。
4. 本发明设置可调节和固定的支撑脚，可根据需要将第一桶体和第二桶体的高度调成高低不一，更有利于液体的混合发酵；还可将罐体固定在振荡装置上再进行混合发酵，更有利于发酵液体的充分混合发酵。
5. 本发明在桶体底部设置加热装置，可根据发酵需要对罐体进行加热，还可以在罐体外侧设置保温装置，实现混合发酵的温度控制。
6. 本发明在进料口的盖子处设置通气管，可根据需要选择通入氧气或者别的气体，更有利于发酵工艺的调整，进一步提高发酵酒的风味。
附图说明
图1是根据本发明的实施例1的结构示意图。
图2是根据本发明的实施例1的拆分结构示意图。
图3是隔膜层的截面结构示意图。
图4是根据本发明的实施例2的结构示意图。
图5是实施例2套筒的结构示意图。
主要附图标记说明：
1、第一发酵模块；2、第二发酵模块；3、桶体；4、进料口；5、盖子；6、交换口；7、连接部；8、调节环；9、连接横杆；10、固定杆；11、密封板；12、搅拌叶片；13、套筒；14、隔膜层；15、固定块；16、弹性卡条；17、第一支撑脚；18、第二支撑脚；19、第三发酵模块；20、第一连接口；21、第一连接卡环；22、第三支撑脚；23、加热装置。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
如图1-3所示，一种适用于多种微生物混合发酵的装置，包括第一发酵模块1和第二发酵模块2，所述第一发酵模块1和第二发酵模块2均包括桶体3，所述桶体3可由耐高温的塑料制成。所述桶体3为横向放置的圆柱形，桶体3顶部设有进料口4和与所述进料口4相匹配的盖子5，桶体3侧面设有交换口6。所述交换口6处设有带螺纹的连接部7，以及可拆卸的密封搅拌装置和连接过滤装置。密封搅拌装置套接在所述连接部7上，并延伸至所述桶体3内，用于密封所述交换口6并搅动桶体3内的液体。所述连接过滤装置套接在所述密封搅拌装置上远离所述桶体3的一端，连接过滤装置用于将第一发酵模块1和第二发酵模块2连接。
所述密封搅拌装置包括调节环8、连接横杆、固定杆、密封板11和搅拌叶片12，所述调节环8内侧设有与所述连接部7相匹配的螺纹，所述调节环8套接在所述连接部7外侧，并通过螺纹与连接部7固定。所述调节环8远离所述桶体3一端通过连接横杆固定有固定杆，具体的，连接横杆两端分别与调节环8固定，连接横杆的中部位于调节环8的圆心处，且连接横杆的中部固定有所述固定杆，所述固定杆可通过螺栓与所述连接横杆可拆卸式相连。所述固定杆横向延伸至所述桶体3内，所述固定杆上设置有密封板11和搅拌叶片12，所述密封板11与所述交换口6的大小相匹配或者略大些。随着调节环8的转动，固定杆水平运动，所述密封板11将所述交换口6关闭或打开。所述搅拌叶片12设于所述密封板11外侧、远离所述连接横杆一端，所述搅拌叶片12与所述固定杆转动连接，即液体流动时，可带动搅拌叶片12转动，更有利于发酵液体的进一步混匀。
所述连接过滤装置包括两端开口的套筒13，所述套筒13由耐高温的透明塑料制成，所述套筒13两端分别套接在所述第一发酵模块1和第二发酵模块2的调节环8外侧。套筒13与调节环8的连接处可设置密封圈进一步密封。所述套筒13内可拆卸固定有隔膜层14，所述套筒13内设有固定块15和弹性卡条16，所述隔膜层14的边沿固定在所述固定块15和弹性卡条16之间。优选的，所述固定块15上设有卡槽，所述弹性卡条16上设有与所述卡槽相匹配的凸起，更有利于将隔膜层14固定。优选的，所述隔膜层14为滤膜。
所述桶体3设有支撑脚，所述支撑脚包括第一支撑脚17和第二支撑脚18，当然也可以采用三角支撑或者多脚支撑。所述第一支撑脚17和第二支撑脚18高度可调。可根据需要将第一桶体3和第二桶体3的高度调成高低不一，更有利于液体的混合发酵。优选的，所述支撑脚上设有固定螺栓或固定卡勾。便于将罐体固定在振荡装置上振荡混匀并发酵。
使用本装置来进行发酵，将发酵液灭菌后装入第一桶体3和第二桶体3内，并往第一桶体3和第二桶体3内分别接种不同的菌剂。旋转调节环8，使交换口6打开，第一桶体3和第二桶体3内的发酵液可以通过隔膜层14进行混合，不同菌剂则在隔膜层14的作用下分隔开。若发酵过程需调整发酵菌剂并需要更换隔膜层14的，可调节调节环8将交换口6关闭，更换套筒13及隔膜层14后再将套筒13与调节环8固定，然后将交换口6打开。本装置更换隔膜层14过程中交换口6关闭，更换好套筒13及隔膜层14后再打开交换口6，可防止发酵液与外界接触，避免细菌等别的微生物污染。此外，发酵过程需控制发酵液交换时间的，也可以关闭交换口6一定时间再将交换口6打开，可更好地满足不同试验要求，更有利于发酵工艺的优化。
实施例2
如图4-5所示，一种适用于多种微生物混合发酵的装置，包括第一发酵模块1、第二发酵模块2和第三发酵模块19，所述第一发酵模块1、第二发酵模块2和第三发酵模块19均包括桶体3。所述桶体3为竖向放置的圆柱形，桶体3顶部设有进料口4和与所述进料口4相匹配的盖子5。在其它实施例中，所述进料口4设有可拆卸的盖子5，所述盖子5上设有通气管，可以根据发酵需要往桶体3内通入氧气，进行有氧发酵。桶体3侧面设有交换口6。所述交换口6处设有带螺纹的连接部7，以及可拆卸的密封搅拌装置和连接过滤装置。密封搅拌装置套接在所述连接部7上，并延伸至所述桶体3内，用于密封所述交换口6并搅动桶体3内的液体。所述连接过滤装置套接在所述密封搅拌装置上远离所述桶体3的一端，连接过滤装置用于将第一发酵模块1、第二发酵模块2和第三发酵模块19连接。
所述密封搅拌装置包括调节环8、连接横杆、固定杆、密封板11和搅拌叶片12，所述调节环8内侧设有与所述连接部7相匹配的螺纹，所述调节环8套接在所述连接部7外侧，并通过螺纹与连接部7固定。所述调节环8远离所述桶体3一端通过连接横杆固定有固定杆，具体的，连接横杆两端分别与调节环8固定，连接横杆的中部固定有所述固定杆，所述固定杆可通过螺栓与所述连接横杆可拆卸式相连。所述固定杆横向延伸至所述桶体3内，所述固定杆上设置有密封板11和搅拌叶片12，所述密封板11与所述交换口6的大小相匹配或者略大些。随着调节环8的转动，固定杆横向运动，所述密封板11将所述交换口6关闭或打开。所述搅拌叶片12设于所述密封板11外侧、远离所述连接横杆一端，所述搅拌叶片12与所述固定杆转动连接，即液体流动时，可带动搅拌叶片12转动，更有利于发酵液体的进一步混匀。
所述连接过滤装置包括两端开口的套筒13，所述套筒13中部设有第一连接口20，所述第一连接口20设有与所述调节环8相匹配的第一连接卡环21，所述第一连接卡环21内设有隔膜层14，所述第一连接口20两侧的套筒13内与设有隔膜层14。本实施例的套筒13三端开口，可实现三个桶体3的混合发酵，即可将不同菌剂分别接种到不同的罐体中。在其它实施例中，所述套筒13中部设有第二连接口，所述第二连接口设有与所述调节环8相匹配的第二连接卡环，所述第二连接卡环内设有隔膜层14。即可以实现四个桶体3的混合发酵。当然，也可以根据需要设置更多的连接口，实现多通道混合发酵。进一步地，所述套筒13内设有固定块15和弹性卡条16，所述隔膜层14的边沿固定在所述固定块15和弹性卡条16之间。优选的，所述固定块15上设有卡槽，所述弹性卡条16上设有与所述卡槽相匹配的凸起，更有利于将隔膜层14固定。所述桶体3设有支撑脚，所述支撑脚包括第一支撑脚17、第二支撑脚18和第三支撑脚22，所述第一支撑脚17、第二支撑脚18和第三支撑脚22高度可调。可根据需要将第一桶体3和第二桶体3的高度调成高低不一，更有利于液体的混合发酵。所述支撑脚上设有固定螺栓或固定卡勾，便于将罐体固定在振荡装置上。
所述桶体3底部还设有加热装置23。所述加热装置23为市售的金属加热装置23，可根据需要对桶体3进行加热，以实现发酵液体的控温发酵。在其他实施例中，也可以采用现有具有加热功能和振荡功能的恒温振荡装置，即将桶体3固定在恒温振荡装置中进行恒温振荡发酵，有利于提高发酵的效率和质量。
本发明的密封搅拌装置主要用于开启或密封所述桶体3的交换口6，搅拌叶片12可以随着液体的流动而转动，进一步将液体搅匀，更有利于不同发酵模块内液体的均匀混合；连接过滤装置与密封搅拌装置配合，便于更换隔膜层14，更有利于混合发酵工艺的控制。本装置还可以与加热装置23、振荡装置配合，更有利于不同发酵的工艺调整，进一步提高酒的风味。
综上所述，本装置在确保发酵液均一性的同时，根据接种微生物的大小更换定制化滤膜，可实现不同菌种的物理隔离，解决现有的液体发酵装置进行混合菌种发酵时出现的相互弑杀或抑制，难以保证非优势菌种存活率的问题，同时可解决现有发酵装置中滤膜不方便更换，容易泄露或污染，发酵过程搅拌不均匀，且不能实现多通道混合发酵等问题，更有利于多菌种混合发酵工艺的控制。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种适用于多种微生物混合发酵的装置，包括第一发酵模块和第二发酵模块，所述第一发酵模块和第二发酵模块均包括桶体，所述桶体顶部设有进料口，侧面设有交换口，所述交换口处设有带螺纹的连接部，其特征在于，还包括密封搅拌装置和连接过滤装置，所述密封搅拌装置包括调节环、连接横杆、固定杆、密封板和搅拌叶片，所述调节环内侧设有螺纹，所述调节环套接在所述连接部外侧，并通过螺纹与连接部固定，所述调节环远离所述桶体一端通过连接横杆固定有固定杆，所述固定杆横向延伸至所述桶体内，所述固定杆上设置有密封板和搅拌叶片，所述密封板与所述交换口的大小相匹配，所述搅拌叶片设于所述密封板外侧、远离所述连接横杆一端，所述搅拌叶片与所述固定杆转动连接；
所述连接过滤装置包括两端开口的套筒，所述套筒内可拆卸固定有隔膜层，所述套筒两端分别套接在所述第一发酵模块和第二发酵模块的调节环外侧。
2.根据权利要求1所述的适用于多种微生物混合发酵的装置，其特征在于，所述桶体设有支撑脚，所述支撑脚包括第一支撑脚和第二支撑脚，所述第一支撑脚和第二支撑脚高度可调。
3.根据权利要求2所述的适用于多种微生物混合发酵的装置，其特征在于，所述支撑脚上设有固定螺栓或固定卡勾。
4.根据权利要求1所述的适用于多种微生物混合发酵的装置，其特征在于，所述套筒中部设有第一连接口，所述第一连接口设有与所述调节环相匹配的第一连接卡环，所述第一连接卡环内设有隔膜层。
5.根据权利要求4所述的适用于多种微生物混合发酵的装置，其特征在于，所述套筒中部设有第二连接口，所述第二连接口设有与所述调节环相匹配的第二连接卡环，所述第二连接卡环内设有隔膜层。
6.根据权利要求1所述的适用于多种微生物混合发酵的装置，其特征在于，所述套筒内设有固定块和弹性卡条，所述隔膜层的边沿固定在所述固定块和弹性卡条之间。
7.根据权利要求1所述的适用于多种微生物混合发酵的装置，其特征在于，所述隔膜层为滤膜。
8.根据权利要求1所述的适用于多种微生物混合发酵的装置，其特征在于，所述桶体底部设有加热装置。
9.根据权利要求1所述的适用于多种微生物混合发酵的装置，其特征在于，所述桶体固定在振荡装置上。
10.根据权利要求1所述的适用于多种微生物混合发酵的装置，其特征在于，所述进料口设有可拆卸的盖子，所述盖子上设有通气管。
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