CN116603448A - 嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发酵液处理，具体涉及嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备；包括箱体，箱体的顶部设有进料机构，箱体的底部设有出料机构；箱体内设有用于搅拌发酵液的搅拌机构；箱体顶部还设有将箱体内部气体反复加热的回气机构；回气机构的进气端与箱体内部连通，回气机构的出气端与搅拌机构的顶部连通并转动连接；搅拌机构包括空心的转轴一和多个搅拌杆；多个搅拌杆的端部均与转轴一的外侧壁固定连接，多个搅拌杆内沿其长度方向均开有排气通道，排气通道与转轴一内部连通。该处理设备可以使用循环的加压气体与发酵液混匀从而实现对发酵液的温度调节，并且大大提高了温度调节效率，使得发酵液温度能够快速达到设定值。
Description
技术领域
本发明专利涉及发酵液处理的技术领域，具体而言，涉及嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备。
背景技术
嗜酸乳杆菌属于乳杆菌属，革兰氏阳性杆菌，杆的末端呈圆形，主要存在小肠中，释放乳酸，乙酸和一些对有害菌起作用的抗菌素，但是抑菌作用比较弱。研究发现嗜酸乳杆菌的发酵液还可以用于制作絮凝剂，制作絮凝剂的步骤通常是将嗜酸乳杆菌的发酵液pH值调节至4.0-6.5，再向发酵液中加入壳聚糖溶液，需要加热至40-45℃的温度范围内，对其进行搅拌，使得菌体与壳聚糖絮凝成团。
上述通过嗜酸乳杆菌来制作微生物絮凝剂的过程中，将温度加热至40-45℃时，需要用到加热处理设备。现有技术中，制作絮凝剂的发酵液处理设备均是通过向发酵液内灌注高温气体，使得高温气体充分与发酵液混合加热，从而得到絮凝剂。比如中国发明专利（CN111153478A）公开的一种聚赖氨酸发酵液处理装置，该装置通过向仓体内注入高温气体，同时将发酵液向仓体内泵入，通过高温气体与发酵液充分换热，从而获得絮凝剂。该发酵液处理装置为了提高加热效果，通过设置环形进液管以及螺旋管，使得高温气体与发酵液之间充分换热，但是仍然存在部分问题。首先是高温气体的灌注，往往需要外界提供高温气体，其次仅仅是通过设置环形进液管和螺旋管，但是仍然受到换热面积的限制。
针对上述技术问题，申请人发明了一种加热效果更好并且能够进行搅拌的嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备。
发明内容
本发明的目的在于提供嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，该处理设备可以使用循环的加压气体与发酵液混匀从而实现对发酵液的温度调节，并且大大提高了温度调节效率，使得发酵液温度能够快速达到设定值。
本发明是这样实现的，嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，包括箱体，所述箱体的顶部设有进料机构，所述箱体的底部设有出料机构；所述箱体内设有用于搅拌发酵液的搅拌机构；所述箱体顶部还设有将箱体内部气体反复加热的回气机构；所述回气机构的进气端与箱体内部连通，所述回气机构的出气端与搅拌机构的顶部连通并转动连接；
所述搅拌机构包括空心的转轴一和多个搅拌杆；多个所述搅拌杆的端部均与转轴一的外侧壁固定连接，多个所述搅拌杆内沿其长度方向均开有排气通道，所述排气通道与转轴一内部连通；多个所述搅拌杆的侧壁上均设有与排气通道连通管的喷嘴，所述喷嘴的喷气方向与搅拌杆长度方向垂直且沿同一圆周转动方向喷气；所述转轴一的底部与箱体底部转动连接；
所述回气机构包括回气管、加热管、连接管、固定管和气体加压装置；所述回气管的进气端位于箱体内，所述回气管的出气端与加热管的端部连接，所述加热管远离回气管的端部与连接管的端部连接；所述固定管嵌设于箱体顶部内，所述固定管的底部与转轴一的顶部转动连接，所述气体加压装置的动力输出端嵌设于连接管和固定管之间并与其转动连接；所述气体加压装置的加压端位于固定管和转轴一内；所述加热管的侧壁内嵌设有多个温度调节装置；所述温度调节装置用于对回流气体的温度进行调节。
所述气体加压装置包括电机、主动轮、从动轮、动力传输带和风扇加压装置；所述电机嵌设于箱体顶部，所述电机的输出端与主动轮的转轴中心处固定连接；所述从动轮嵌设于连接管和固定管之间且与其转动连接，所述从动轮的转轴中心位置为中空设置；所述动力传输带同时套接在主动轮和从动轮上；所述风扇加压装置与从动轮的中空位置侧壁固定连接。
所述风扇加压装置包括支架、转轴二和多个加压风扇；所述支架的侧壁与从动轮中空处的内侧壁固定连接；所述支架的底部与转轴二的顶部固定连接，多个所述加压扇均固定套接在转轴二上。
所述连接管的底部和固定管的顶部均固定设有限位环一，所述限位环一均位于从动轮内并与从动轮转动连接。
所述转轴一的内侧壁上设有多个挡环，多个所述挡环分别固定连接于排气通道与转轴一内部连通处，越靠近转轴一底部的挡环其遮挡面积越大。
所述温度调节装置包括多个制冷半导体、两个导热板、多个散热片和多个散热棒；多个所述制冷半导体的两端分别与两个导热板固定连接，所述制冷半导体和两个导热板均嵌设于加热管内，多个散热片和多个散热棒分别与两个导热板远离制冷半导体的侧壁固定连接，所述散热棒和散热片分别位于加热管内外两侧。
所述进料机构包括进料管和电磁阀一；所述进料管设置于箱体顶部，所述电磁阀一安装于进料管上，用于开关进料管。
所述出料机构包括出液管和电磁阀二，所述出液管安装于箱体底部，所述电磁阀二安装于出液管上用于开关出液管。
所述箱体内侧壁嵌设有保温层，所述保温层内嵌设有多个温度传感器。
所述箱体底部固定设有多个支撑座。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、将从动轮的中空内侧壁与支架固定连接，支架与转轴二固定连接，同时加压风扇固定套接在转轴二上，这样可以通过电机带动从动轮、转轴二以及加压风扇一起转动，从而实现对循环气体加压；将搅拌杆内的排气通道与转轴一内部连通，同时每一个搅拌杆上喷嘴的喷气方向与搅拌杆长度方向垂直且沿同一圆周转动方向喷气；此外，转轴一的顶部与固定管的底部转动连接，这样循环气体加压后从喷嘴喷出，不仅可以直接与发酵液接触换热，同时还能驱动搅拌杆转动，使得搅拌杆充分搅动发酵液，提高了对发酵液温度调节的效率，使得发酵液温度能够快速达到设定温度；
2、将回气管、加热管、连接管和固定管之间构成一个回气机构，同时在加热管的侧壁上设置多个温度调节装置，这样不仅可以将循环的气体进行温度调节从而对发酵液温度调节，同时还能保证箱体内部压力平衡；
3、在不同高度排气通道与转轴一的连接位置均设置挡环，并且越靠近转轴一底部的挡环其遮挡面积越大，这样可以使得转轴一向下加压的气流均匀流向每一个高度的搅拌杆中的排气通道内，这样可以使得发酵液的温度调节均匀；同时该挡环设计还可以避免加压的气流在流至转轴一内侧最底部位置时出现倒流的现象，即减小了流动阻力，同时还能使得加压气流全部从排气通道流出；
4、在连接管底部和固定管顶部设置限位环一，并且限位环一位于从动轮内与从动轮转动连接，这样提高了从动轮转动时的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备的结构示意图；
图2是图1中A处的放大图；
图3是图1中B处的放大图；
图4是图1中C处的放大图；
图5是图1中D处的放大图；
图6是本发明实施例提供的转轴一处的截面图。
上述附图中涉及的附图标记：
1、箱体；2、保温层；3、温度传感器；4、搅拌杆；5、支撑座；6、轴承；7、出液管；8、电磁阀二；9、回气管；10、加热管；11、连接管；12、转轴一；13、排气通道；14、动力传输带；15、主动轮；16、电机；17、进料管；18、电磁阀一；19、限位环一；20、从动轮；21、转轴二；22、加压扇；23、固定管；24、支架；25、散热片；26、导热板；27、散热棒；28、限位环二；29、挡环；30、喷嘴。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图1-6所示，为本发明提供的较佳实施例。
嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，包括箱体1，箱体1内安装有用于搅拌发酵液的搅拌机构；箱体1顶部还固定安装有将箱体1内部气体循环加热的回气机构；回气机构的进气端与箱体1内部连通，回气机构的出气端与搅拌机构的顶部连通并转动连接；
如图1所示，搅拌机构包括空心的转轴一12和多个搅拌杆4；本实施例中，多个搅拌杆4沿转轴一12长度方向分为多组，每一组为四个搅拌杆4，如图6所示，搅拌杆4的端部均与转轴一12的外侧壁固定连接，同组相邻两个搅拌杆4之间的角度为90°；搅拌杆4内沿其长度方向均开有排气通道13，排气通道13与转轴一12内部连通；搅拌杆4的侧壁上均固定安装有与排气通道13连通管的喷嘴30，本实施例中，喷注的喷气孔直径小于排气通道13的直径，这样可以提高喷嘴30处的气流速度，提高转轴一12和搅拌杆4的转动速率；喷嘴30的喷气方向与搅拌杆4长度方向垂直且沿同一圆周转动方向喷气；转轴一12的底部与轴承6的内环固定连接，轴承6嵌设在箱体1底部；
回气机构包括回气管9、加热管10、连接管11、固定管23和气体加压装置；回气管9的进气端位于箱体1内，回气管9的出气端与加热管10的端部连接，加热管10远离回气管9的端部与连接管11的端部连接；如图4所示，固定管23嵌设于箱体1顶部内，转轴一12的顶部插入固定管23中，本实施例中，为了减小气流阻力，转轴一12的内侧端部为斜坡状，此外，为了提高转轴一12的转动稳定性，在转轴一12的外侧壁上固定安装限位环二28，限位环二28位于固定管23内并与固定管23转动连接；如图2所示，气体加压装置的动力输出端嵌设于连接管11和固定管23之间并与其转动连接；气体加压装置的加压端位于固定管23和转轴一12内；加热管10的侧壁内嵌设有多个温度调节装置；温度调节装置用于对回流气体的温度进行调节。
气体加压装置包括电机16、主动轮15、从动轮20、动力传输带14和风扇加压装置；如图1和图2所示，电机16嵌设于箱体1顶部，电机16的输出端与主动轮15的转轴中心处固定连接；从动轮20嵌设于连接管11和固定管23之间且与其转动连接，从动轮20的转轴中心位置为中空设置，使得连接管11与固定管23之间连通；动力传输带14同时套接在主动轮15和从动轮20上；风扇加压装置与从动轮20的中空位置侧壁固定连接。
风扇加压装置包括支架24、转轴二21和六个加压风扇；如图2所示，支架24的侧壁与从动轮20中空处的内侧壁固定连接；支架24的底部与转轴二21的顶部固定连接，六个加压扇22均固定套接在转轴二21上；这样从动轮20转动时同时带动支架24、转轴二21和六个加压扇22转动。
连接管11的底部和固定管23的顶部均固定安装有限位环一19，限位环一19均位于从动轮20内并与从动轮20转动连接，这样提高了从动轮20转动时的稳定性。
本实施例中，如图1所示，一共是七组搅拌杆4，转轴一12的内侧壁上固定安装有七个挡环29，七个挡环29分别固定连接于排气通道13与转轴一12内部连通处，如图5所示，越靠近转轴一12底部的挡环29其遮挡面积越大，并且挡环29远离转轴一12的边缘处略高于挡环29与转轴一12的连接处，这样部分气流在挡环29的导流作用下流入到对应的排气通道13内；挡环29的设计还可以增大挡环29下部的气流反向流动的阻力。
温度调节装置包括多个制冷半导体、两个导热板26、多个散热片25和多个散热棒27；多个制冷半导体的两端分别与两个导热板26固定连接，制冷半导体和两个导热板26均嵌设于加热管10内，多个散热片25和多个散热棒27分别与两个导热板26远离制冷半导体的侧壁固定连接，散热棒27和散热片25分别位于加热管10内外两侧。
进料机构包括进料管17和电磁阀一18；进料管17设置于箱体1顶部，电磁阀一18安装于进料管17上，用于开关进料管17。
出料机构包括出液管7和电磁阀二8，出液管7安装于箱体1底部，电磁阀二8安装于出液管7上用于开关出液管7。
箱体1内侧壁嵌设有保温层2，保温层2内嵌设有多个温度传感器3，多个温度传感器3沿高度分布，这样可以准确测量处发酵液整体温度变化情况。
箱体1底部固定安装有4个支撑座5。
工作原理：当需要将嗜酸乳杆菌发酵液制作成絮凝剂时，将发酵液通过进料管17加入到箱体1内，调节好pH后，再通过进料管17加入壳聚糖，然后将其温度加热到45℃，在加热过程中，控制处理器（图中未标注）调节制冷半导体工作，制冷半导体靠近加热管10内部的端部产生热量；同时，控制处理器调节电机16带动主动轮15转动，主动轮15通过动力传输带14带动从动轮20转动，从动轮20通过支架24和转轴二21带动六个加压扇22转动，在加压扇22的作用下，箱体1内的气体受到负压作用进入到回气管9中，然后与导热棒对流换热，使得气体温度上升，然后气体在加压扇22的作用下向转轴一12底部流动，由于气流受到挡环29的作用，使得气体均匀流入到每一个排气通道13内，然后通过喷嘴30将气体喷出，由于喷嘴30的喷流作用下使得搅拌杆4和转轴一12转动，从而实现对发酵液的搅拌，在搅拌过程中气体充分与发酵液进行热交换，使得发酵液能够快速达到设定的温度；本结构可以对发酵液进行加热和搅拌，使得菌体与壳聚糖絮凝成团。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，包括箱体(1)，所述箱体(1)的顶部设有进料机构，所述箱体(1)的底部设有出料机构；其特征在于，所述箱体(1)内设有用于搅拌发酵液的搅拌机构；所述箱体(1)顶部还设有将箱体(1)内部气体反复加热的回气机构；所述回气机构的进气端与箱体(1)内部连通，所述回气机构的出气端与搅拌机构的顶部连通并转动连接；
所述搅拌机构包括空心的转轴一(12)和多个搅拌杆(4)；多个所述搅拌杆(4)的端部均与转轴一(12)的外侧壁固定连接，多个所述搅拌杆(4)内沿其长度方向均开有排气通道(13)，所述排气通道(13)与转轴一(12)内部连通；多个所述搅拌杆(4)的侧壁上均设有与排气通道(13)连通管的喷嘴(30)，所述喷嘴(30)的喷气方向与搅拌杆(4)长度方向垂直且沿同一圆周转动方向喷气；所述转轴一(12)的底部与箱体(1)底部转动连接；
所述回气机构包括回气管(9)、加热管(10)、连接管(11)、固定管(23)和气体加压装置；所述回气管(9)的进气端位于箱体(1)内，所述回气管(9)的出气端与加热管(10)的端部连接，所述加热管(10)远离回气管(9)的端部与连接管(11)的端部连接；所述固定管(23)嵌设于箱体(1)顶部内，所述固定管(23)的底部与转轴一(12)的顶部转动连接，所述气体加压装置的动力输出端嵌设于连接管(11)和固定管(23)之间并与其转动连接；所述气体加压装置的加压端位于固定管(23)和转轴一(12)内；所述加热管(10)的侧壁内嵌设有多个温度调节装置；所述温度调节装置用于对回流气体的温度进行调节；
所述转轴一(12)的内侧壁上设有多个挡环(29)，多个所述挡环(29)分别固定连接于排气通道(13)与转轴一(12)内部连通处，越靠近转轴一(12)底部的挡环(29)其遮挡面积越大。
2.根据权利要求1所述的嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，其特征在于，所述气体加压装置包括电机(16)、主动轮(15)、从动轮(20)、动力传输带(14)和风扇加压装置；所述电机(16)嵌设于箱体(1)顶部，所述电机(16)的输出端与主动轮(15)的转轴中心处固定连接；所述从动轮(20)嵌设于连接管(11)和固定管(23)之间且与其转动连接，所述从动轮(20)的转轴中心位置为中空设置；所述动力传输带(14)同时套接在主动轮(15)和从动轮(20)上；所述风扇加压装置与从动轮(20)的中空位置侧壁固定连接。
3.根据权利要求2所述的嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，其特征在于，所述风扇加压装置包括支架(24)、转轴二(21)和多个加压风扇；所述支架(24)的侧壁与从动轮(20)中空处的内侧壁固定连接；所述支架(24)的底部与转轴二(21)的顶部固定连接，多个所述加压扇(22)均固定套接在转轴二(21)上。
4.根据权利要求2所述的嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，其特征在于，所述连接管(11)的底部和固定管(23)的顶部均固定设有限位环一(19)，所述限位环一(19)均位于从动轮(20)内并与从动轮(20)转动连接。
5.根据权利要求1所述的嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，其特征在于，所述转轴一(12)的内侧壁上设有多个挡环(29)，多个所述挡环(29)分别固定连接于排气通道(13)与转轴一(12)内部连通处，越靠近转轴一(12)底部的挡环(29)其遮挡面积越大。
6.根据权利要求1所述的嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，其特征在于，所述温度调节装置包括多个制冷半导体、两个导热板(26)、多个散热片(25)和多个散热棒(27)；多个所述制冷半导体的两端分别与两个导热板(26)固定连接，所述制冷半导体和两个导热板(26)均嵌设于加热管(10)内，多个散热片(25)和多个散热棒(27)分别与两个导热板(26)远离制冷半导体的侧壁固定连接，所述散热棒(27)和散热片(25)分别位于加热管(10)内外两侧。
7.根据权利要求1所述的嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，其特征在于，所述进料机构包括进料管(17)和电磁阀一(18)；所述进料管(17)设置于箱体(1)顶部，所述电磁阀一(18)安装于进料管(17)上，用于开关进料管(17)。
8.根据权利要求1所述的嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，其特征在于，所述出料机构包括出液管(7)和电磁阀二(8)，所述出液管(7)安装于箱体(1)底部，所述电磁阀二(8)安装于出液管(7)上用于开关出液管(7)。
9.根据权利要求1所述的嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，其特征在于，所述箱体(1)内侧壁嵌设有保温层(2)，所述保温层(2)内嵌设有多个温度传感器(3)。
10.根据权利要求1所述的嗜酸乳杆菌培养用发酵液处理设备，其特征在于，所述箱体(1)底部固定设有多个支撑座(5)。
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