CN114958544A - 一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法 - Google Patents

一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法，包括粉碎箱、发酵罐和储气膜腔，所述发酵罐的顶部固定设置有粉碎箱，所述粉碎箱的一侧固定设置有人孔，所述发酵罐的另一侧固定安装有电机。本发明实现了通过将原料导入粉碎箱的内部接着利用外接马达带动主动齿轮进行旋转，然后利用主动齿轮啮合带动从动齿轮进行旋转，接着将原料进行粉碎工作，然后打开人孔往发酵罐的内部加注反应溶剂，辅助原料进行发酵工作，接着通过电机带动轴杆进行旋转，然后利用轴杆带动桨叶对原料进行搅拌，然后配合恒温加热板对发酵罐内部的原料进行发酵，接着利用微生物将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物，采用多种发酵方式，提高原料发酵的效率。

Description

一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及微生物发酵技术领域，具体为一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法。
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，微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件，发酵工程的应用范围医药工业，食品工业，能源工业，化学工业，农业：改造植物基因，生物固氮，工程杀虫菌生物农药，微生物养料，环境保护等方面，微生物发酵过程根据发酵条件要求分为好氧发酵和厌氧发酵，好氧发酵法有液体表面培养发酵、在多孔或颗粒状固体培养基表面上发酵和通氧深层发酵几种方法，厌氧发酵采用不通氧的深层发酵，因此，无论好氧与厌氧发酵都可以通过深层培养来实现，这种培养均在具有一定径高比的圆柱形发酵罐内完成，就其操作方法可分为以下几种，厌氧发酵其液化阶段主要是发酵细菌起作用，包括纤维素分解菌和蛋白质水解菌，产酸阶段主要是醋酸菌起作用，产甲烷阶段主要是甲烷细菌，他们将产酸阶段产生的产物降解成甲烷和CO2同时利用产酸阶段产生的氢将CO2还原成甲烷，但是在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题没有得到解决：1.不方便工作人员对原料进行预粉碎，而且发酵方式单一，影响原料发酵的效率；2.不方便对发酵产生的气体进行处理，而且对处理后的气体进行分类，影响发酵气体的利用率；3.不方便对发酵液进行固定液分流，影响发酵液的质量。为此，本发明设计了一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法。
(二)技术方案
一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法，包括粉碎箱、发酵罐和储气膜腔，所述发酵罐的顶部固定设置有粉碎箱，所述粉碎箱的一侧固定设置有人孔，所述发酵罐的另一侧固定安装有电机，所述电机的输出端固定安装有搅拌组件，所述发酵罐内部的两侧皆固定安装有恒温加热板；
所述人孔的一侧固定设置有储气膜腔，所述储气膜腔的一侧固定安装有压力真空表；
所述发酵罐的底部固定安装有支撑组件，所述支撑组件的顶部活动设置有分离箱，所述分离箱与发酵罐之间活动设置有转接管，所述发酵罐的一侧固定安装有控制按钮，所述控制按钮的底部固定设置有电源插孔。
优选的，所述粉碎箱的内部活动安装有主动齿轮，主动齿轮的一侧啮合安装有从动齿轮，所述粉碎箱的底部等距安装有挡板。
优选的，所述发酵罐的顶部固定设置有外螺纹管，外螺纹管的顶部活动设置有内螺纹盖，所述发酵罐的两侧皆固定安装有排料阀。
优选的，所述搅拌组件包括轴杆，轴杆的两侧皆套接有轴套，轴杆两端等距设置有固定杆，固定杆之间等距设置有桨叶。
优选的，所述固定杆的相对面皆固定安装有固定板，固定板的相对面皆固定设置有清理毛刷。
优选的，所述分离箱内部的两侧皆固定安装有支撑块，支撑块的顶部活动设置有分离网，所述分离箱的顶部活动安装有密封盖，所述密封盖的顶部等距设置有导液口，所述分离箱的两侧皆固定安装有导液阀。
优选的，所述支撑组件包括底座，底座的底部等距安装有隔离块，底座的顶部等距安装有支撑杆。
优选的，所述储气膜腔的底部等距安装有支撑板，支撑板之间固定安装有进气阀，所述储气膜腔内部的两侧皆固定设置有滑轨，滑轨之间活动设置有过滤网，过滤网的表面固定安装有密封板，密封板的表面固定安装有拉手，所述储气膜腔的顶部固定设置有连接头。
优选的，所述连接头的顶部固定设置有导气管，导气管的底部等距安装有导气阀。
一种微生物厌氧发酵系统的其使用方法，包括以下步骤：
S1、首先通过隔离块将本装置与地面进行隔离，然后利用支撑杆对发酵罐进行支撑，接着将原料导入粉碎箱的内部接着利用外接马达带动主动齿轮进行旋转，然后利用主动齿轮啮合带动从动齿轮进行旋转，接着将原料进行粉碎工作，通过旋转打开内螺纹盖，接着利用外螺纹管将粉碎后的原料导入发酵罐的内部，然后打开人孔往发酵罐的内部加注反应溶剂，辅助原料进行发酵工作，再利用压力真空表将发酵罐的内部进行抽真空，然后对发酵罐内部的压力进行实时检测，接着通过电机带动轴杆进行旋转，然后利用轴杆带动桨叶对原料进行搅拌，然后配合恒温加热板对发酵罐内部的原料进行发酵，接着利用微生物将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物，当原料发酵完成后，打开排料阀将发酵后的原料导出；
S2、然后通过打开进气阀将发酵气体导入储气膜腔的内部，然后利用过滤网将发酵气体进行过滤，发酵气体处理完成后，利用拉手将密封板抽出，便于工作人员对过滤网进行清理工作，接着通过发酵气体通过连接头导入导气管的内部，然后利用导气阀将发酵气体进行分流；
S3、最后可通过打开排料阀，接着利用导液口将发酵后的液体导入分离箱的内部，然后利用分离网进行固液分离，接着打开导液阀将过滤后的发酵液导出。
(三)有益效果
本发明提供了一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法
1、本发明通过在发酵罐的顶部固定设置有粉碎箱，通过将原料导入粉碎箱的内部接着利用外接马达带动主动齿轮进行旋转，然后利用主动齿轮啮合带动从动齿轮进行旋转，接着将原料进行粉碎工作，通过旋转打开内螺纹盖，接着利用外螺纹管将粉碎后的原料导入发酵罐的内部，然后打开人孔往发酵罐的内部加注反应溶剂，辅助原料进行发酵工作，接着通过电机带动轴杆进行旋转，然后利用轴杆带动桨叶对原料进行搅拌，然后配合恒温加热板对发酵罐内部的原料进行发酵，接着利用微生物将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物，采用多种发酵方式，提高原料发酵的效率。
2、本发明通过在人孔的一侧固定设置有储气膜腔，通过打开进气阀将发酵气体导入储气膜腔的内部，然后利用过滤网将发酵气体进行过滤，发酵气体处理完成后，利用拉手将密封板抽出，便于工作人员对过滤网进行清理工作，提高发酵气体的洁净度，接着通过发酵气体通过连接头导入导气管的内部，然后利用导气阀将发酵气体进行分流，便于工作人员将发酵气体进行回收再利用，提高发酵气体的利用率。
3、本发明通过在支撑组件的顶部活动设置有分离箱，能够通过隔离块将本装置与地面进行隔离，防止本装置受潮，然后通过打开排料阀，接着利用导液口将发酵后的液体导入分离箱的内部，然后利用分离网进行固液分离，接着打开导液阀将过滤后的发酵液导出，提高发酵液的质量。
附图说明
图1为本发明提出的一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法的立体图；
图2为本发明提出的一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法的结构示意图；
图3为本发明提出的一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法的搅拌组件局部结构示意图；
图4为本发明提出的一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法的分离箱局部结构示意图；
图5为本发明提出的一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法的储气膜腔局部立体图；
图6为本发明提出的一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法的储气膜腔局部结构示意图；
图7为本发明提出的一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法的连接头局部立体图。
图中：1、粉碎箱；101、主动齿轮；102、从动齿轮；103、挡板；2、发酵罐；201、外螺纹管；202、排料阀；203、内螺纹盖；3、电机；4、支撑组件；401、支撑杆；402、底座；403、隔离块；5、储气膜腔；501、连接头；502、密封板；503、进气阀；504、拉手；505、支撑板；506、滑轨；507、过滤网；508、导气管；509、导气阀；6、人孔；7、控制按钮；8、转接管；9、压力真空表；10、电源插孔；11、搅拌组件；1101、轴套；1102、固定杆；1103、固定板；1104、轴杆；1105、桨叶；1106、清理毛刷；12、分离箱；1201、密封盖；1202、支撑块；1203、导液口；1204、分离网；1205、导液阀；13、恒温加热板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-7所示，本发明提供一种微生物厌氧发酵系统及其使用方法，包括粉碎箱1、发酵罐2和储气膜腔5，发酵罐2的顶部固定设置有粉碎箱1，粉碎箱1的一侧固定设置有人孔6，发酵罐2的另一侧固定安装有电机3，电机3的输出端固定安装有搅拌组件11，发酵罐2内部的两侧皆固定安装有恒温加热板13；
人孔6的一侧固定设置有储气膜腔5，储气膜腔5的一侧固定安装有压力真空表9；
发酵罐2的底部固定安装有支撑组件4，支撑组件4的顶部活动设置有分离箱12，分离箱12与发酵罐2之间活动设置有转接管8，发酵罐2的一侧固定安装有控制按钮7，控制按钮7的底部固定设置有电源插孔10。
当本装置进行工作时，通过将原料导入粉碎箱1的内部接着利用外接马达带动主动齿轮101进行旋转，然后利用主动齿轮101啮合带动从动齿轮102进行旋转，接着将原料进行粉碎工作，通过旋转打开内螺纹盖203，接着利用外螺纹管201将粉碎后的原料导入发酵罐2的内部，然后打开人孔6往发酵罐2的内部加注反应溶剂，辅助原料进行发酵工作，接着通过电机3带动轴杆1104进行旋转，然后利用轴杆1104带动桨叶1105对原料进行搅拌，然后配合恒温加热板13对发酵罐2内部的原料进行发酵，接着利用微生物将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物，提高原料发酵的效率，当原料发酵完成后，打开排料阀202将发酵后的原料导出，便于工作人员进行下一步处理，电机3通过导线与控制按钮7进行电性连接，该电机3的型号可为Y-160M2-2电机，电机3依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，它的主要作用是产生驱动转矩，作为本装置的动力源，恒温加热板13通过导线与控制按钮7进行电性连接，恒温加热板13将电能转变成热能以加热物体，是电能利用的一种形式，与一般燃料加热相比，电加热可获得较高温度，人孔6是安装在发酵罐2顶上的安全应急通气装置，既能避免因意外原因造成罐内急剧超压或真空时，损坏储罐而发生事故，又有起到安全阻火作用，是保护储罐的安全装置，特别适用于贮存物料以氮气封顶的拱顶常压罐，具有定压排放、定压吸入、开闭灵活、安全阻火、结构紧凑、密封性能好、安全可靠等优点，人孔6一般由304不锈钢钢板制作而成。
通过打开进气阀503将发酵气体导入储气膜腔5的内部，然后利用过滤网507将发酵气体进行过滤，发酵气体处理完成后，利用拉手504将密封板502抽出，便于工作人员对过滤网507进行清理工作，提高发酵气体的洁净度，接着通过发酵气体通过连接头501导入导气管508的内部，然后利用导气阀509将发酵气体进行分流，便于工作人员将发酵气体进行回收再利用，提高发酵气体的利用率，再利用压力真空表9将发酵罐2的内部进行抽真空，然后对发酵罐2内部的压力进行实时检测，该压力真空表9的型号可为Y63压力真空表，压力真空表9广泛应用于气体输送，管道液体及密闭容器中测量无腐蚀性、无爆炸危险、无结晶体、不凝固体的各种液体，气体，蒸汽等介质的压力大小，具有结构简单、性价比高、指示直观、性能可靠等优点，是一种既可以测量压力又可以测量真空的压力测量仪表，压力真空表9的底部安装有三通阀，能够利用三通阀通过外接导管与外接真空泵进行连接，然后打开三通阀，利用外接真空泵将发酵罐2的内部进行抽真空，储气膜腔5采用高分子材料制成的薄膜制品；
当本装置进行工作时，通过隔离块403将本装置与地面进行隔离，防止本装置受潮，然后通过打开排料阀202，接着利用导液口1203将发酵后的液体导入分离箱12的内部，然后利用分离网1204进行固液分离，接着打开导液阀1205将过滤后的发酵液导出，提高发酵液的质量，控制按钮7通过导线与电器设备进行电性连接，该控制按钮7的型号可为TPB-2控制按钮，按钮开关是指利用按钮推动传动机构，使动触点与静触点按通或断开并实现电路换接的开关，电源插孔10通过导线与外接电源进行电性连接，电源插孔10能够为本装置提供电能；
其中，粉碎箱1的内部活动安装有主动齿轮101，主动齿轮101的一侧啮合安装有从动齿轮102，粉碎箱1的底部等距安装有挡板103；
需要说明的是，当本装置进行工作时，能够将原料导入粉碎箱1的内部接着利用外接马达带动主动齿轮101进行旋转，然后利用主动齿轮101啮合带动从动齿轮102进行旋转，接着将原料进行粉碎工作；
其中，发酵罐2的顶部固定设置有外螺纹管201，外螺纹管201的顶部活动设置有内螺纹盖203，发酵罐2的两侧皆固定安装有排料阀202；
需要说明的是，当本装置进行工作时，通过旋转打开内螺纹盖203，接着利用外螺纹管201将粉碎后的原料导入发酵罐2的内部，当原料发酵完成后，打开排料阀202将发酵后的原料导出，便于工作人员进行下一步处理，排料阀202利用一个活动部件来开、关或部分地挡住一个或更多的开口或通道，使液流、空气流或其他气流或大量松散物料可以流出、堵住或得到调节的一种装置，亦指阀芯，这一装置的活动部件；
其中，搅拌组件11包括轴杆1104，轴杆1104的两侧皆套接有轴套1101，轴杆1104两端等距设置有固定杆1102，固定杆1102之间等距设置有桨叶1105；
需要说明的是，通过电机3带动轴杆1104进行旋转，然后利用轴杆1104带动桨叶1105对原料进行搅拌，然后配合恒温加热板13对发酵罐2内部的原料进行发酵，接着利用微生物将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物，提高原料发酵的效率；
其中，固定杆1102的相对面皆固定安装有固定板1103，固定板1103的相对面皆固定设置有清理毛刷1106；
需要说明的是，通过轴杆1104带动固定杆1102进行旋转，然后利用固定板1103带动清理毛刷1106对发酵罐2的内壁进行清理工作，从而提高发酵罐2内部的洁净度；
其中，分离箱12内部的两侧皆固定安装有支撑块1202，支撑块1202的顶部活动设置有分离网1204，分离箱12的顶部活动安装有密封盖1201，密封盖1201的顶部等距设置有导液口1203，分离箱12的两侧皆固定安装有导液阀1205；
需要说明的是，通过打开排料阀202，接着利用导液口1203将发酵后的液体导入分离箱12的内部，然后利用分离网1204进行固液分离，接着打开导液阀1205将过滤后的发酵液导出，提高发酵液的质量，然后利用外接收集盒对固液分离后的发酵液体进行收集，便于工作人员对发酵液体进行下一步处理。
其中，支撑组件4包括底座402，底座402的底部等距安装有隔离块403，底座402的顶部等距安装有支撑杆401；
需要说明的是，通过隔离块403将本装置与地面进行隔离，然后利用支撑杆401对发酵罐2进行支撑，防止本装置受潮。
其中，储气膜腔5的底部等距安装有支撑板505，支撑板505之间固定安装有进气阀503，储气膜腔5内部的两侧皆固定设置有滑轨506，滑轨506之间活动设置有过滤网507，过滤网507的表面固定安装有密封板502，密封板502的表面固定安装有拉手504，储气膜腔5的顶部固定设置有连接头501；
需要说明的是，通过打开进气阀503将发酵气体导入储气膜腔5的内部，然后利用过滤网507将发酵气体进行过滤，发酵气体处理完成后，利用拉手504将密封板502抽出，便于工作人员对过滤网507进行清理工作，提高发酵气体的洁净度。
其中，连接头501的顶部固定设置有导气管508，导气管508的底部等距安装有导气阀509；
需要说明的是，通过发酵气体通过连接头501导入导气管508的内部，然后利用导气阀509将发酵气体进行分流，便于工作人员将发酵气体进行回收再利用，提高发酵气体的利用率，导气阀509是用压缩空气推动执行器内多组组合气动活塞运动，传力给横梁和内曲线轨道的特性，带动空芯主轴作旋转运动，压缩空气气盘输至各缸，改变进出气位置以改变主轴旋转方向，根据负载(阀门)所需旋转扭矩的要求，可调整气缸组合数目，带动负载(阀门)工作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种微生物厌氧发酵系统，其特征在于，包括粉碎箱(1)、发酵罐(2)和储气膜腔(5)，所述发酵罐(2)的顶部固定设置有粉碎箱(1)，所述粉碎箱(1)的一侧固定设置有人孔(6)，所述发酵罐(2)的另一侧固定安装有电机(3)，所述电机(3)的输出端固定安装有搅拌组件(11)，所述发酵罐(2)内部的两侧皆固定安装有恒温加热板(13)；
所述人孔(6)的一侧固定设置有储气膜腔(5)，所述储气膜腔(5)的一侧固定安装有压力真空表(9)；
所述发酵罐(2)的底部固定安装有支撑组件(4)，所述支撑组件(4)的顶部活动设置有分离箱(12)，所述分离箱(12)与发酵罐(2)之间活动设置有转接管(8)，所述发酵罐(2)的一侧固定安装有控制按钮(7)，所述控制按钮(7)的底部固定设置有电源插孔(10)。
2.根据权利要求1所述的一种微生物厌氧发酵系统，其特征在于，所述粉碎箱(1)的内部活动安装有主动齿轮(101)，主动齿轮(101)的一侧啮合安装有从动齿轮(102)，所述粉碎箱(1)的底部等距安装有挡板(103)。
3.根据权利要求1所述的一种微生物厌氧发酵系统，其特征在于，所述发酵罐(2)的顶部固定设置有外螺纹管(201)，外螺纹管(201)的顶部活动设置有内螺纹盖(203)，所述发酵罐(2)的两侧皆固定安装有排料阀(202)。
4.根据权利要求1所述的一种微生物厌氧发酵系统，其特征在于，所述搅拌组件(11)包括轴杆(1104)，轴杆(1104)的两侧皆套接有轴套(1101)，轴杆(1104)两端等距设置有固定杆(1102)，固定杆(1102)之间等距设置有桨叶(1105)。
5.根据权利要求4所述的一种微生物厌氧发酵系统，其特征在于，所述固定杆(1102)的相对面皆固定安装有固定板(1103)，固定板(1103)的相对面皆固定设置有清理毛刷(1106)。
6.根据权利要求1所述的一种微生物厌氧发酵系统，其特征在于，所述分离箱(12)内部的两侧皆固定安装有支撑块(1202)，支撑块(1202)的顶部活动设置有分离网(1204)，所述分离箱(12)的顶部活动安装有密封盖(1201)，所述密封盖(1201)的顶部等距设置有导液口(1203)，所述分离箱(12)的两侧皆固定安装有导液阀(1205)。
7.根据权利要求1所述的一种微生物厌氧发酵系统，其特征在于，所述支撑组件(4)包括底座(402)，底座(402)的底部等距安装有隔离块(403)，底座(402)的顶部等距安装有支撑杆(401)。
8.根据权利要求1所述的一种微生物厌氧发酵系统，其特征在于，所述储气膜腔(5)的底部等距安装有支撑板(505)，支撑板(505)之间固定安装有进气阀(503)，所述储气膜腔(5)内部的两侧皆固定设置有滑轨(506)，滑轨(506)之间活动设置有过滤网(507)，过滤网(507)的表面固定安装有密封板(502)，密封板(502)的表面固定安装有拉手(504)，所述储气膜腔(5)的顶部固定设置有连接头(501)。
9.根据权利要求8所述的一种微生物厌氧发酵系统，其特征在于，所述连接头(501)的顶部固定设置有导气管(508)，导气管(508)的底部等距安装有导气阀(509)。
10.根据权利要求1所述的一种微生物厌氧发酵系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先通过隔离块(403)将本装置与地面进行隔离，然后利用支撑杆(401)对发酵罐(2)进行支撑，接着将原料导入粉碎箱(1)的内部接着利用外接马达带动主动齿轮(101)进行旋转，然后利用主动齿轮(101)啮合带动从动齿轮(102)进行旋转，接着将原料进行粉碎工作，通过旋转打开内螺纹盖(203)，接着利用外螺纹管(201)将粉碎后的原料导入发酵罐(2)的内部，然后打开人孔(6)往发酵罐(2)的内部加注反应溶剂，辅助原料进行发酵工作，再利用压力真空表(9)将发酵罐(2)的内部进行抽真空，然后对发酵罐(2)内部的压力进行实时检测，接着通过电机(3)带动轴杆(1104)进行旋转，然后利用轴杆(1104)带动桨叶(1105)对原料进行搅拌，然后配合恒温加热板(13)对发酵罐(2)内部的原料进行发酵，接着利用微生物将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物，当原料发酵完成后，打开排料阀(202)将发酵后的原料导出；
S2、然后通过打开进气阀(503)将发酵气体导入储气膜腔(5)的内部，然后利用过滤网(507)将发酵气体进行过滤，发酵气体处理完成后，利用拉手(504)将密封板(502)抽出，便于工作人员对过滤网(507)进行清理工作，接着通过发酵气体通过连接头(501)导入导气管(508)的内部，然后利用导气阀(509)将发酵气体进行分流；
S3、最后可通过打开排料阀(202)，接着利用导液口(1203)将发酵后的液体导入分离箱(12)的内部，然后利用分离网(1204)进行固液分离，接着打开导液阀(1205)将过滤后的发酵液导出。
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