CN115282777A - 一种大肠杆菌发酵液浓缩系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及大肠杆菌发酵液浓缩技术领域，具体为一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，包括罐体，所述罐体下端呈漏斗形结构，且漏斗形结构的罐体内壁上端固定连接有锥形结构的陶瓷膜，所述陶瓷膜上端呈圆盘形结构，且圆盘形结构的陶瓷膜上方设置有防堵机构；所述罐体右侧面上方连通有进液管，且罐体右侧面下方对应陶瓷膜下端边沿位置连通有出菌管，所述罐体锥形结构的下端连通有排放管。该大肠杆菌发酵液浓缩系统通过输水机构对防堵机构的压板输入清水，使得压板在向下移动对发酵液施加压力的同时对罐体内壁进行冲刷，防止发酵液附着在罐体内壁而影响浓缩效果，同时清水能够洗去发酵液中细胞代谢产生的无机酸，从而提高浓缩效果。

Description

一种大肠杆菌发酵液浓缩系统
技术领域
本发明涉及大肠杆菌发酵液浓缩技术领域，尤其是涉及一种大肠杆菌发酵液浓缩系统。
背景技术
大肠杆菌发酵过程中往往由于葡萄糖的摄取速率与细胞的碳代谢速率不平衡，导致有机酸产量过多，菌体生长缓慢等不良代谢后果，不利于工业生产中的大规模高密度发酵。
为了提高大肠杆菌的发酵密度，则需要对大肠杆菌发酵液进行浓缩。传统的大肠杆菌发酵液的浓缩一般都是利用陶瓷膜来完成的，然而，在利用陶瓷膜进行浓缩的过程中，随着发酵液持续通过陶瓷膜，发酵液中的菌体以及细胞的代谢产物不断堆积在陶瓷膜表面容易导致陶瓷膜堵塞，从而影响浓缩效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，包括罐体，所述罐体下端呈漏斗形结构，且漏斗形结构的罐体内壁上端固定连接有锥形结构的陶瓷膜，所述陶瓷膜上端呈圆盘形结构，且圆盘形结构的陶瓷膜上方设置有防堵机构；
所述罐体右侧面上方连通有进液管，且罐体右侧面下方对应陶瓷膜下端边沿位置连通有出菌管，所述罐体锥形结构的下端连通有排放管。
优选的，所述防堵机构包括电机、丝杆和压板；
所述电机固定连接在罐体上端面中心位置的支撑台上，所述丝杆置于罐体内部中心位置，且其上端贯穿罐体上端面与电机的输出轴固定连接，所述丝杆下端与陶瓷膜上端圆盘结构中心位置转动连接；
所述压板上端中心位置与丝杆螺旋传动连接，且其位于进液管上方，所述压板呈与陶瓷膜锥度相同的锥形结构，所述罐体上端面开设有透气孔。
优选的，所述压板下端边沿固定有环形结构的刮板，且罐体内壁的前后两侧固定连接有导向板，所述刮板外边沿对应开设有滑槽，且导向板置于滑槽内。
优选的，所述丝杆外表面下端靠近陶瓷膜位置固定连接有固定环，且固定环下端面环形等距开设有若干个圆柱孔；
所述圆柱孔内设置有铁块，且铁块下端固定连接有软垫；
所述陶瓷膜上端圆盘形结构上端面外沿对应铁块环形等距埋设有若干个磁铁。
优选的，所述铁块上端面分别固定连接有弹簧，且弹簧的上端分别与圆柱孔的上端面固定连接。
优选的，所述固定环环形外表面下端左右对称固定连接有转板，且转板下端面前侧设置有铲板；
所述铲板竖直截面呈直角三角形结构，所述铲板的一条直角边与转板下端面贴合，且其另一条直角边与转板前侧面重合，所述铲板的直角位置通过铰接轴与转板下端面前侧边铰接。
优选的，所述罐体左侧设置有输水机构，所述输水机构包括水筒、加水管和输水管；
所述水筒固定在罐体左侧面下方的架板上，且加水管与水筒左侧面下端连通，所述加水管另一端与蓄水箱连通，且加水管内部固定连接有单向阀；
所述输水管为螺旋线橡胶软管结构，且其位于压板上方，所述输水管的入水口贯穿罐体与水筒右侧面下端连通。
优选的，所述压板内部靠近下边缘位置开设有环形空腔结构的水腔，且水腔靠近罐体内壁的一侧环形等距连通有若干个喷头；
所述喷头位于刮板下方，且输水管的出水口与水腔连通。
优选的，所述水筒内部下端面中心位置转动连接有驱动杆，且驱动杆位于水筒部分的上方滑动套设有活塞；
所述驱动杆位于水筒部分的外表面开设有由上至下的弧形凹槽结构的轨道，且轨道内设置有半球形结构的滚珠，所述活塞与驱动杆接触位置的内壁与滚珠外侧面固定连接。
优选的，所述驱动杆上端贯穿至水筒上方并与丝杆平齐，且驱动杆上端固定连接有二级带轮；
所述丝杆上端环形外表面固定连接有一级带轮，且一级带轮与二级带轮之间通过皮带转动连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.在陶瓷膜上方设置防堵机构，通过防堵机构将堆积在堆积在陶瓷膜上端面的菌体铺匀，防止菌体以及细胞代谢产物堆积在一起而堵塞陶瓷膜，提高了浓缩效果；
2.通过输水机构对防堵机构的压板输入清水，使得压板在向下移动对发酵液施加压力的同时对罐体内壁进行冲刷，防止发酵液附着在罐体内壁而影响浓缩效果，同时清水能够洗去发酵液中细胞代谢产生的无机酸，从而提高浓缩效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构立体图；
图2为本发明图1中的A-A处剖面图；
图3为本发明图1中的B-B处剖面图；
图4为本发明图3中的C-C处剖面图；
图5为本发明图2中的D处放大图；
图6为本发明图2中的E处放大图；
图7为本发明铲板位置立体图。
附图标记说明：
1、罐体；11、进液管；12、出菌管；13、陶瓷膜；14、排放管；2、防堵机构；21、电机；22、丝杆；23、固定环；231、圆柱孔；232、弹簧；233、铁块；234、磁铁；24、转板；241、铲板；25、压板；251、刮板；252、水腔；253、喷头；26、导向板；261、滑槽；3、输水机构；31、一级带轮；32、二级带轮；33、驱动杆；331、轨道；332、滚珠；34、活塞；35、水筒；351、加水管；352、输水管。
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。
请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：
一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，包括罐体1，所述罐体1下端呈漏斗形结构，且漏斗形结构的罐体1内壁上端固定连接有锥形结构的陶瓷膜13，所述陶瓷膜13上端呈圆盘形结构，且圆盘形结构的陶瓷膜13上方设置有防堵机构2，所述罐体1右侧面上方连通有进液管11，且罐体1右侧面下方对应陶瓷膜13下端边沿位置连通有出菌管12，所述罐体1锥形结构的下端连通有排放管14。
工作时，将发酵液通过进液管11输入罐体1内部后关闭进液管11的阀门，在防堵机构2的作用下，发酵液中的菌体被均匀的摊铺在陶瓷膜13上表面，防止菌体和细胞代谢产物大量堆积而导致陶瓷膜13堵塞，提高发酵液中的细胞代谢产物通过陶瓷膜13的通畅性，从而提高浓缩效果，浓缩完毕后的菌体，打开处出菌管12将菌体排出罐体1，细胞代谢产物则通过排放管14排出罐体1。
作为本发明的一种实施例，如图2、图3、图4、图5和图7所示，所述防堵机构2包括电机21、丝杆22和压板25，所述电机21固定连接在罐体1上端面中心位置的支撑台上，所述丝杆22置于罐体1内部中心位置，且其上端贯穿罐体1上端面与电机21的输出轴固定连接，所述丝杆22下端与陶瓷膜13上端圆盘结构中心位置转动连接，所述压板25上端中心位置与丝杆22螺旋传动连接，且其位于进液管11上方，所述压板25呈与陶瓷膜13锥度相同的锥形结构，所述罐体1上端面开设有透气孔，所述压板25下端边沿固定有环形结构的刮板251，且罐体1内壁的前后两侧固定连接有导向板26，所述刮板251外边沿对应开设有滑槽261，且导向板26置于滑槽261内，所述丝杆22外表面下端靠近陶瓷膜13位置固定连接有固定环23，且固定环23下端面环形等距开设有若干个圆柱孔231，所述圆柱孔231内设置有铁块233，且铁块233下端固定连接有软垫，所述陶瓷膜13上端圆盘形结构上端面外沿对应铁块233环形等距埋设有若干个磁铁234，所述铁块233上端面分别固定连接有弹簧232，且弹簧232的上端分别与圆柱孔231的上端面固定连接，所述固定环23环形外表面下端左右对称固定连接有转板24，且转板24下端面前侧设置有铲板241，所述铲板241竖直截面呈直角三角形结构，所述铲板241的一条直角边与转板24下端面贴合，且其另一条直角边与转板24前侧面重合，所述铲板241的直角位置通过铰接轴与转板24下端面前侧边铰接。
工作时，发酵液进入罐体1内部后，启动电机21带动丝杆22旋转，由于压板25与丝杆22螺旋传动连接，且导向板26置于压板25下侧边位置的刮板251前后两侧的滑槽261内，使得压板25沿着丝杆22直线下移，从而对发酵液施加向下的压力，保证发酵液中的细胞代谢产物更好的通过陶瓷膜13，罐体1下端排放管14内部的单向阀在压力的作用下打开，使得细胞代谢产物得以排出罐体1，由于固定环23会随着丝杆22转动，使得转板24也随之转动，由于铲板241竖直截面呈直角三角形结构，铲板241的一条直角边与转板24下端面贴合，且其另一条直角边与转板24前侧面重合，铲板241的直角位置通过铰接轴与转板24下端面前侧边铰接，当丝杆22顺时针转动时，铲板241则在发酵液的阻力作用下向上翻起一定角度，从而将菌体均匀摊铺在陶瓷膜13上表面，避免菌体以及细胞代谢产物大量堆积在一起而将陶瓷膜13堵塞，同时铁块233也随这固定环23转动，由于陶瓷膜13上端圆盘形结构上端面外沿对应铁块233环形等距埋设有若干个磁铁234，铁块233上端面分别固定连接有弹簧232，且弹簧232的上端分别与圆柱孔231的上端面固定连接，使得铁块233靠近磁铁234时会被吸引而下，离开磁铁234后在弹簧232的作用下有回弹而上，铁块233在上下来回运动的过程中不断振捣陶瓷膜13，使得堆积在陶瓷膜13膜内的细胞代谢产物被振落，从而防止陶瓷膜13堵塞，附着在陶瓷膜13上表面的菌体则在振动力的作用下滑落至陶瓷膜13下端，当压板25运动至丝杆22下端时，此时浓缩完成，锥形结构的压板25能够最大程度的对发酵液施加压力，提高浓缩效果，随后电机21带动丝杆22逆时针转动，由于铲板241的一条直角边与转板24下侧面接触，使得铲板241无法翻折，从而与陶瓷膜13贴合，再配合铁块233产生的振动力将附着在陶瓷膜13上表面的菌体铲落至陶瓷膜13下端，打开出菌管12的阀门，当压板25复位时，铲板241则将菌体通过出菌管12扫出罐体1。
作为本发明的一种实施例，如图2、图6所示，所述罐体1左侧设置有输水机构3，所述输水机构3包括水筒35、加水管351和输水管352，所述水筒35固定在罐体1左侧面下方的架板上，且加水管351与水筒35左侧面下端连通，所述加水管351另一端与蓄水箱连通，且加水管351内部固定连接有单向阀，所述输水管352为螺旋线橡胶软管结构，且其位于压板25上方，所述输水管352的入水口贯穿罐体1与水筒35右侧面下端连，所述压板25内部靠近下边缘位置开设有环形空腔结构的水腔252，且水腔252靠近罐体1内壁的一侧环形等距连通有若干个喷头253，所述喷头253位于刮板251下方，且输水管352的出水口与水腔252连通，所述水筒35内部下端面中心位置转动连接有驱动杆33，且驱动杆33位于水筒35部分的上方滑动套设有活塞34，所述驱动杆33位于水筒35部分的外表面开设有由上至下的弧形凹槽结构的轨道331，且轨道331内设置有半球形结构的滚珠332，所述活塞34与驱动杆33接触位置的内壁与滚珠332外侧面固定连接，所述驱动杆33上端贯穿至水筒35上方并与丝杆22平齐，且驱动杆33上端固定连接有二级带轮32，所述丝杆22上端环形外表面固定连接有一级带轮31，且一级带轮31与二级带轮32之间通过皮带转动连接。
工作时，基于上述实施例，当丝杆22顺时针转动时，由于一级带轮31与二级带轮32之间通过皮带转动连接，从而带动驱动杆33顺时针转动，使得滚珠332沿着轨道331竖直向下移动，进而带动活塞34下移，此时加水管351内的单向阀关闭，输水管352内的单向阀打开，使得活塞34不断将水筒35内的清水经输水管352压入水腔252内，再通过喷头253喷洒在罐体1内壁上，配合刮板251将附着在罐体1内壁上发酵液冲刷至罐体1下方的陶瓷膜13上，提高了浓缩效果，由于输水管352为螺旋形橡胶管，使得输水管352能够随着压板25一起下移，随着压板25的不断下移，发酵液中的无机酸得到清水的洗涤，洗涤后的水以及细胞代谢产物则通过陶瓷膜13经排放管14排出罐体1，菌体的浓缩效果得以提高，当丝杆22逆时针转动时，驱动杆33也随之逆时针转动，此时，压板25回升，出菌管12的阀门打开，菌体在铲板241的作用下经出菌管12被扫出罐体1，加水管351内的单向阀打开，输水管352内单向阀关闭，使得蓄水箱内的清水被活塞34抽入水筒35内，当压板25复位后，活塞34运动至水筒35内部上端，水筒35充满清水，为下一次冲刷罐体1内壁做准备。
工作原理：将发酵液通过进液管11输入罐体1内部后关闭进液管11的阀门，启动电机21带动丝杆22旋转，由于压板25与丝杆22螺旋传动连接，且导向板26置于压板25下侧边位置的刮板251前后两侧的滑槽261内，使得压板25沿着丝杆22直线下移，从而对发酵液施加向下的压力，保证发酵液中的细胞代谢产物更好的通过陶瓷膜13，罐体1下端排放管14内部的单向阀在压力的作用下打开，使得细胞代谢产物得以排出罐体1，由于固定环23会随着丝杆22转动，使得转板24也随之转动，由于铲板241竖直截面呈直角三角形结构，铲板241的一条直角边与转板24下端面贴合，且其另一条直角边与转板24前侧面重合，铲板241的直角位置通过铰接轴与转板24下端面前侧边铰接，当丝杆22顺时针转动时，铲板241则在发酵液的阻力作用下向上翻起一定角度，从而将菌体均匀摊铺在陶瓷膜13上表面，避免菌体以及细胞代谢产物大量堆积在一起而将陶瓷膜13堵塞，同时铁块233也随这固定环23转动，由于陶瓷膜13上端圆盘形结构上端面外沿对应铁块233环形等距埋设有若干个磁铁234，铁块233上端面分别固定连接有弹簧232，且弹簧232的上端分别与圆柱孔231的上端面固定连接，使得铁块233靠近磁铁234时会被吸引而下，离开磁铁234后在弹簧232的作用下有回弹而上，铁块233在上下来回运动的过程中不断振捣陶瓷膜13，使得堆积在陶瓷膜13膜内的细胞代谢产物被振落，从而防止陶瓷膜13堵塞，附着在陶瓷膜13上表面的菌体则在振动力的作用下滑落至陶瓷膜13下端，当压板25运动至丝杆22下端时，此时浓缩完成，锥形结构的压板25能够最大程度的对发酵液施加压力，提高浓缩效果，随后电机21带动丝杆22逆时针转动，由于铲板241的一条直角边与转板24下侧面接触，使得铲板241无法翻折，从而与陶瓷膜13贴合，再配合铁块233产生的振动力将附着在陶瓷膜13上表面的菌体铲落至陶瓷膜13下端，打开出菌管12的阀门，当压板25复位时，铲板241则将菌体通过出菌管12扫出罐体1，当丝杆22顺时针转动时，由于一级带轮31与二级带轮32之间通过皮带转动连接，从而带动驱动杆33顺时针转动，使得滚珠332沿着轨道331竖直向下移动，进而带动活塞34下移，此时加水管351内的单向阀关闭，输水管352内的单向阀打开，使得活塞34不断将水筒35内的清水经输水管352压入水腔252内，再通过喷头253喷洒在罐体1内壁上，配合刮板251将附着在罐体1内壁上发酵液冲刷至罐体1下方的陶瓷膜13上，提高了浓缩效果，由于输水管352为螺旋形橡胶管，使得输水管352能够随着压板25一起下移，随着压板25的不断下移，发酵液中的无机酸得到清水的洗涤，洗涤后的水以及细胞代谢产物则通过陶瓷膜13经排放管14排出罐体1，菌体的浓缩效果得以提高，当丝杆22逆时针转动时，驱动杆33也随之逆时针转动，此时，压板25回升，出菌管12的阀门打开，菌体在铲板241的作用下经出菌管12被扫出罐体1，加水管351内的单向阀打开，输水管352内单向阀关闭，使得蓄水箱内的清水被活塞34抽入水筒35内，当压板25复位后，活塞34运动至水筒35内部上端，水筒35充满清水，为下一次冲刷罐体1内壁做准备。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，包括罐体(1)，其特征在于：所述罐体(1)下端呈漏斗形结构，且漏斗形结构的罐体(1)内壁上端固定连接有锥形结构的陶瓷膜(13)，所述陶瓷膜(13)上端呈圆盘形结构，且圆盘形结构的陶瓷膜(13)上方设置有防堵机构(2)；
所述罐体(1)右侧面上方连通有进液管(11)，且罐体(1)右侧面下方对应陶瓷膜(13)下端边沿位置连通有出菌管(12)，所述罐体(1)锥形结构的下端连通有排放管(14)。
2.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，其特征在于：所述防堵机构(2)包括电机(21)、丝杆(22)和压板(25)；
所述电机(21)固定连接在罐体(1)上端面中心位置的支撑台上，所述丝杆(22)置于罐体(1)内部中心位置，且其上端贯穿罐体(1)上端面与电机(21)的输出轴固定连接，所述丝杆(22)下端与陶瓷膜(13)上端圆盘结构中心位置转动连接；
所述压板(25)上端中心位置与丝杆(22)螺旋传动连接，且其位于进液管(11)上方，所述压板(25)呈与陶瓷膜(13)锥度相同的锥形结构，所述罐体(1)上端面开设有透气孔。
3.根据权利要求2所述的一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，其特征在于：所述压板(25)下端边沿固定有环形结构的刮板(251)，且罐体(1)内壁的前后两侧固定连接有导向板(26)，所述刮板(251)外边沿对应开设有滑槽(261)，且导向板(26)置于滑槽(261)内。
4.根据权利要求2所述的一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，其特征在于：所述丝杆(22)外表面下端靠近陶瓷膜(13)位置固定连接有固定环(23)，且固定环(23)下端面环形等距开设有若干个圆柱孔(231)；
所述圆柱孔(231)内设置有铁块(233)，且铁块(233)下端固定连接有软垫；
所述陶瓷膜(13)上端圆盘形结构上端面外沿对应铁块(233)环形等距埋设有若干个磁铁(234)。
5.根据权利要求4所述的一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，其特征在于：所述铁块(233)上端面分别固定连接有弹簧(232)，且弹簧(232)的上端分别与圆柱孔(231)的上端面固定连接。
6.根据权利要求4所述的一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，其特征在于：所述固定环(23)环形外表面下端左右对称固定连接有转板(24)，且转板(24)下端面前侧设置有铲板(241)；
所述铲板(241)竖直截面呈直角三角形结构，所述铲板(241)的一条直角边与转板(24)下端面贴合，且其另一条直角边与转板(24)前侧面重合，所述铲板(241)的直角位置通过铰接轴与转板(24)下端面前侧边铰接。
7.根据权利要求1所述的一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，其特征在于：所述罐体(1)左侧设置有输水机构(3)，所述输水机构(3)包括水筒(35)、加水管(351)和输水管(352)；
所述水筒(35)固定在罐体(1)左侧面下方的架板上，且加水管(351)与水筒(35)左侧面下端连通，所述加水管(351)另一端与蓄水箱连通，且加水管(351)内部固定连接有单向阀；
所述输水管(352)为螺旋线橡胶软管结构，且其位于压板(25)上方，所述输水管(352)的入水口贯穿罐体(1)与水筒(35)右侧面下端连通。
8.根据权利要求7所述的一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，其特征在于：所述压板(25)内部靠近下边缘位置开设有环形空腔结构的水腔(252)，且水腔(252)靠近罐体(1)内壁的一侧环形等距连通有若干个喷头(253)；
所述喷头(253)位于刮板(251)下方，且输水管(352)的出水口与水腔(252)连通。
9.根据权利要求7所述的一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，其特征在于：所述水筒(35)内部下端面中心位置转动连接有驱动杆(33)，且驱动杆(33)位于水筒(35)部分的上方滑动套设有活塞(34)；
所述驱动杆(33)位于水筒(35)部分的外表面开设有由上至下的弧形凹槽结构的轨道(331)，且轨道(331)内设置有半球形结构的滚珠(332)，所述活塞(34)与驱动杆(33)接触位置的内壁与滚珠(332)外侧面固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种大肠杆菌发酵液浓缩系统，其特征在于：所述驱动杆(33)上端贯穿至水筒(35)上方并与丝杆(22)平齐，且驱动杆(33)上端固定连接有二级带轮(32)；
所述丝杆(22)上端环形外表面固定连接有一级带轮(31)，且一级带轮(31)与二级带轮(32)之间通过皮带转动连接。
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