CN117402710B - 一种全自动集成式发酵设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发酵设备领域，具体为一种全自动集成式发酵设备及方法，其包括用来发酵的发酵罐，还包括贯穿设置在发酵罐顶部的加强圈以及竖直穿过加强圈的筒体a，筒体a和加强圈之间设置轴承a，发酵罐上设置有带动筒体a转动的动力组件，筒体a外壁上设置搅拌机构，搅拌机构位于发酵罐内，搅拌机构上配合套有滑动件，发酵罐上设置有带动滑动件沿搅拌机构滑动的清洗组件，清洗组件上下移动过程中向滑动件以及发酵罐内壁喷水。本发明中，自动清洗能完全覆盖到发酵的所有区域，降低了人工劳动强度，提高了清洗效果。
Description
技术领域
本发明涉及发酵设备领域，尤其涉及一种全自动集成式发酵设备及方法。
背景技术
发酵设备是用于促使微生物在受控条件下生长和繁殖，从而产生特定的化学变化或产物的设备。发酵过程在食品工业、生物技术、制药业、酿酒业、乳制品业和化工等领域广泛应用。
公告号为CN215855836U的中国专利公开了一种立体集成式厌氧发酵设备，通过设置往复丝杠、清洁环与刮片等结构，使得便于对发酵箱内壁进行清洁，从而便于下一次的发酵过程。
但是上述已公开方案存在如下不足之处：搅拌器位于发酵罐内部，有复杂的结构和隐蔽的位置，使得自动清洗难以完全覆盖到发酵罐的所有区域，主要是搅拌结构无法完成自动清洗，需要手动冲洗或拆卸清洗，使用麻烦，无法做到全面的自动清洁。
发明内容
本发明目的是针对背景技术中存在的发酵罐无法自动完成全面彻底的清洁问题，提出一种全自动集成式发酵设备及方法。
本发明的技术方案：一种全自动集成式发酵设备及方法，包括用来发酵的发酵罐，发酵罐实现原料和气体的添加并完成泄压；还包括贯穿设置在发酵罐顶部的加强圈以及竖直穿过加强圈的筒体a，筒体a和加强圈之间设置轴承a，发酵罐上设置有带动筒体a转动的动力组件，筒体a外壁上设置搅拌机构，搅拌机构位于发酵罐内，搅拌机构上配合套有滑动件，发酵罐上设置有带动滑动件沿搅拌机构滑动的清洗组件，清洗组件上下移动过程中向滑动件以及发酵罐内壁喷水。
优选的，发酵罐外壁上设置控温机构，控温机构内设置有加热单元和冷却单元，发酵罐内壁上设置温度传感器，发酵罐底部设置多组支撑腿，发酵罐顶部设置进料机构、送气管和泄压阀，送气管上设置电磁阀a，发酵罐底部设置出料管和密封或打开出料管的出料组件；温度传感器与控制系统信号传输连接，控制系统与电磁阀a以及控温机构均控制连接。
优选的，出料组件包括配合设置在出料管内的密封塞以及和密封塞连接的连接架，连接架顶部设置连接板，连接板底部竖直设置伸缩装置，伸缩装置底部设置安装架a，安装架a设置在发酵罐底部外壁上。
优选的，动力组件包括设置在筒体a外壁上的齿轮a，与齿轮a啮合的齿轮b以及带动齿轮b旋转的电机，还包括用来安装电机的安装架b，安装架b设置在发酵罐顶部外壁上。
优选的，清洗组件包括底部插入筒体a内的筒体b，底部插入筒体b内的送水管，以及带动送水管上下移动的升降单元；筒体b顶部与安装架b连接，筒体b和筒体a之间设置轴承b，送水管顶部设置连接管，连接管与高压水输送源连接，送水管底部设置球壳，球壳上设置多个出水孔，球壳上设置连接索，连接索与滑动件连接；控制系统与升降单元控制连接。
优选的，升降单元包括设置在安装架b上的竖板，竖直设置在竖板上的无杆气缸以及和无杆气缸的滑动部件连接的升降板，升降板与送水管顶部连接。
优选的，搅拌机构为螺旋状的搅拌杆a，搅拌杆a顶部通过连接杆与筒体a底部外壁连接，滑动件为套在搅拌杆a上的套球a，套球a与连接索底部连接。
优选的，搅拌机构为弧形的搅拌杆b，搅拌杆b顶部与筒体a底部外壁连接，滑动件为套在搅拌杆b上的套球b，套球b与连接索底部连接。
优选的，搅拌杆b设置多组，多组搅拌杆b以发酵罐轴线为中心沿圆周方向均匀分布；套球b和连接索均配合设置多组，多组连接索顶部均与球壳连接，多组连接索底部分别与多组套球b连接。
优选的，还包括设置在发酵罐外壁上的水环以及设置在水环内壁并伸入发酵罐内的多个喷头，喷头喷水朝向发酵罐中部以及顶部内壁，水环上设置进水管，进水管与高压水源连接，进水管上设置电磁阀b，控制系统与电磁阀b控制连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：通过滑动件快速完成搅拌机构的清理，再结合喷头，可自动且全面的完成发酵后的清洗工作，自动清洗能完全覆盖到发酵的所有区域，降低了人工劳动强度，提高了清洗效果，从而提高了发酵效率。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图；
图2为图1的轴测图；
图3为水环的结构示意图；
图4为图1的部分结构示意图；
图5为发酵罐内部结构示意图；
图6为图5中的A处放大示意图；
图7为实施例五的结构示意图；
图8为实施例六的结构示意图。
附图标记：1、发酵罐；2、支撑腿；3、进料机构；4、送气管；5、泄压阀；6、出料管；7、密封塞；8、安装架a；9、伸缩装置；10、连接板；11、连接架；12、控温机构；13、加强圈；14、轴承a；15、筒体a；16、齿轮a；17、齿轮b；18、电机；19、安装架b；20、轴承b；21、筒体b；22、送水管；23、球壳；24、连接索；25、竖板；26、无杆气缸；27、升降板；28、连接管；29、搅拌杆a；30、连接杆；31、套球a；32、搅拌杆b；33、套球b；34、水环；35、喷头；36、进水管；37、电磁阀a；38、电磁阀b。
具体实施方式
实施例一
如图1-图2所示，本发明提出的一种全自动集成式发酵设备，包括用来发酵的发酵罐1，发酵罐1实现原料和气体的添加并完成泄压；还包括贯穿设置在发酵罐1顶部的加强圈13以及竖直穿过加强圈13的筒体a15，筒体a15和加强圈13之间设置轴承a14，发酵罐1上设置有带动筒体a15转动的动力组件，筒体a15外壁上设置搅拌机构，搅拌机构位于发酵罐1内，搅拌机构上配合套有滑动件，发酵罐1上设置有带动滑动件沿搅拌机构滑动的清洗组件，清洗组件上下移动过程中向滑动件以及发酵罐1内壁喷水。
如图3所示，进一步，还包括设置在发酵罐1外壁上的水环34以及设置在水环34内壁并伸入发酵罐1内的多个喷头35，喷头35喷水朝向发酵罐1中部以及顶部内壁，水环34上设置进水管36，进水管36与高压水源连接，进水管36上设置电磁阀b38，控制系统与电磁阀b38控制连接。
工作原理：将待发酵的原料送入发酵罐1内，发酵过程中控制好所需气体和温度并自动泄压。发酵结束后，将发酵好的物料排出。下一次发酵前需要对发酵罐1进行清洗，向进水管36内送入高压水，水通过喷头35喷出，喷头35向发酵罐1中部及顶部内壁喷水完成发酵罐1顶部内壁的清洗，同时清洗组件工作带动滑动件上下移动，通过滑动件自动完成搅拌机构的清理，清洗结束后清洗组件回到初始位置，清洗污水排出后，完成发酵罐1内部干燥后即可重新进行发酵工作。
本实施例中，通过滑动件快速完成搅拌机构的清理，再结合喷头35，可自动且全面的完成发酵后的清洗工作，自动清洗能完全覆盖到发酵的所有区域，降低了人工劳动强度，提高了清洗效果，从而提高了发酵效率。
实施例二
如图1所示，本发明提出的一种全自动集成式发酵设备，相较于实施例一，发酵罐1外壁上设置控温机构12，控温机构12内设置有加热单元和冷却单元，发酵罐1内壁上设置温度传感器，发酵罐1底部设置多组支撑腿2，发酵罐1顶部设置进料机构3、送气管4和泄压阀5，送气管4上设置电磁阀a37，发酵罐1底部设置出料管6和密封或打开出料管6的出料组件；温度传感器与控制系统信号传输连接，控制系统与电磁阀a37以及控温机构12均控制连接。
如图2所示，出料组件包括配合设置在出料管6内的密封塞7以及和密封塞7连接的连接架11，连接架11顶部设置连接板10，连接板10底部竖直设置伸缩装置9，伸缩装置9底部设置安装架a8，安装架a8设置在发酵罐1底部外壁上。
本实施例中，进料机构3用来进料和密封，送气管4用来输送发酵所需的气体，如氧气、二氧化碳以及惰性气体等，具体根据发酵情况决定，泄压阀5用来自动泄压，保证发酵工作的安全进行。需要出料或排污水时，伸缩装置9收缩带动密封塞7移动至出料管6下方即可。
实施例三
如图1、图4和图6所示，本发明提出的一种全自动集成式发酵设备，相较于实施例一，动力组件包括设置在筒体a15外壁上的齿轮a16，与齿轮a16啮合的齿轮b17以及带动齿轮b17旋转的电机18，还包括用来安装电机18的安装架b19，安装架b19设置在发酵罐1顶部外壁上。
清洗组件包括底部插入筒体a15内的筒体b21，底部插入筒体b21内的送水管22，以及带动送水管22上下移动的升降单元；筒体b21顶部与安装架b19连接，筒体b21和筒体a15之间设置轴承b20，送水管22顶部设置连接管28，连接管28与高压水输送源连接，送水管22底部设置球壳23，球壳23上设置多个出水孔，球壳23上设置连接索24，连接索24与滑动件连接；控制系统与升降单元控制连接。
升降单元包括设置在安装架b19上的竖板25，竖直设置在竖板25上的无杆气缸26以及和无杆气缸26的滑动部件连接的升降板27，升降板27与送水管22顶部连接。
本实施例中，电机18带动齿轮b17旋转，再通过齿轮a16和筒体a15带动搅拌机构旋转，完成对发酵物品的搅拌，保证发酵效果。清洗时，无杆气缸26带动送水管22和球壳23上下移动，同时球壳23通过连接索24带动滑动件上下移动，滑动件清理搅拌机构，并结合球壳23和喷头35的喷水，自动且全面完成清洁工作。
实施例四
如图5所示，本发明提出的一种全自动集成式发酵设备，相较于实施例三，搅拌机构为螺旋状的搅拌杆a29，搅拌杆a29顶部通过连接杆30与筒体a15底部外壁连接，滑动件为套在搅拌杆a29上的套球a31，套球a31与连接索24底部连接。
本实施例中，螺旋状的搅拌杆a29能保证对发酵物料进行充分搅拌，对搅拌杆a29清洗时，套球a31沿着搅拌杆a29滑动即可完成搅拌杆a29的外壁清洗，同时通过球壳23的喷水，完成对套球a31的清洁，将套球a31从搅拌杆a29上刮下的物料冲洗下去，当球壳23位于最低点位置处时，套球a31与发酵罐1底部内壁接触，确保对搅拌杆a29进行全面清洁。
实施例五
如图7所示，本发明提出的一种全自动集成式发酵设备，相较于实施例三，搅拌机构为弧形的搅拌杆b32，搅拌杆b32顶部与筒体a15底部外壁连接，滑动件为套在搅拌杆b32上的套球b33，套球b33与连接索24底部连接。搅拌杆b32为弧形，结构简单，便于生产制造，当球壳23位于最低点位置处时，套球b33与发酵罐1底部内壁接触，确保对搅拌杆b32进行全面清洁。
实施例六
如图8所示，本发明提出的一种全自动集成式发酵设备，相较于实施例五，搅拌杆b32设置多组，多组搅拌杆b32以发酵罐1轴线为中心沿圆周方向均匀分布；套球b33和连接索24均配合设置多组，多组连接索24顶部均与球壳23连接，多组连接索24底部分别与多组套球b33连接。
本实施例中，单个搅拌杆b32为弧形，结构简单，便于生产制造，多个搅拌杆b32能提高搅拌效果，具体需要的数量根据实际情况决定，搅拌杆b32数量越多，搅拌效果越好，当球壳23位于最低点位置处时，套球b33与发酵罐1底部内壁接触，确保对搅拌杆b32进行全面清洁。
实施例七
基于上述一种全自动集成式发酵设备实施例的发酵方法，包括以下步骤：
S1、将待发酵的原料通过进料机构3送入发酵罐1内，发酵过程中需要的气体通过送气管4送入，发酵过程中气压过高通过泄压阀5自动泄压，发酵温度通过控温机构12动态控制；
S2、发酵结束后，打开出料管6的封闭，将发酵好的物料排出；
S3、向连接管28和进水管36送入高压水，水通过球壳23和喷头35喷出，球壳23向四周及底部喷水，喷头35向发酵罐1中部及顶部内壁喷水；
S4、无杆气缸26带动送水管22上下移动，通过连接索24拉动滑动件沿着搅拌机构上下移动，即可完成搅拌机构的清洗，同时通过球壳23和喷头35的向外喷水完成发酵罐1内壁的自动清洗，清洗结束后送水管22移动至最高位置处，即初始位置；
S5、清洗污水通过出料管6排出后，完成内部干燥后即可重新进行发酵工作。
本实施例中，通过滑动件快速完成搅拌机构的清理，再结合喷头35，可自动且全面的完成发酵后的清洗工作，自动清洗能完全覆盖到发酵的所有区域，降低了人工劳动强度，提高了清洗效果，从而提高了发酵效率。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。
Claims (6)
1.一种全自动集成式发酵设备，包括用来发酵的发酵罐（1），发酵罐（1）实现原料和气体的添加并完成泄压；其特征在于，还包括贯穿设置在发酵罐（1）顶部的加强圈（13）以及竖直穿过加强圈（13）的筒体a（15），筒体a（15）和加强圈（13）之间设置轴承a（14），发酵罐（1）上设置有带动筒体a（15）转动的动力组件，筒体a（15）外壁上设置搅拌机构，搅拌机构位于发酵罐（1）内，搅拌机构上配合套有滑动件，发酵罐（1）上设置有带动滑动件沿搅拌机构滑动的清洗组件，清洗组件上下移动过程中向滑动件以及发酵罐（1）内壁喷水；
动力组件包括设置在筒体a（15）外壁上的齿轮a（16），与齿轮a（16）啮合的齿轮b（17）以及带动齿轮b（17）旋转的电机（18），还包括用来安装电机（18）的安装架b（19），安装架b（19）设置在发酵罐（1）顶部外壁上；
清洗组件包括底部插入筒体a（15）内的筒体b（21），底部插入筒体b（21）内的送水管（22），以及带动送水管（22）上下移动的升降单元；筒体b（21）顶部与安装架b（19）连接，筒体b（21）和筒体a（15）之间设置轴承b（20），送水管（22）顶部设置连接管（28），连接管（28）与高压水输送源连接，送水管（22）底部设置球壳（23），球壳（23）上设置多个出水孔，球壳（23）上设置连接索（24），连接索（24）与滑动件连接；控制系统与升降单元控制连接；
升降单元包括设置在安装架b（19）上的竖板（25），竖直设置在竖板（25）上的无杆气缸（26）以及和无杆气缸（26）的滑动部件连接的升降板（27），升降板（27）与送水管（22）顶部连接；
还包括设置在发酵罐（1）外壁上的水环（34）以及设置在水环（34）内壁并伸入发酵罐（1）内的多个喷头（35），喷头（35）喷水朝向发酵罐（1）中部以及顶部内壁，水环（34）上设置进水管（36），进水管（36）与高压水源连接，进水管（36）上设置电磁阀b（38），控制系统与电磁阀b（38）控制连接。
2.根据权利要求1所述的全自动集成式发酵设备，其特征在于，发酵罐（1）外壁上设置控温机构（12），控温机构（12）内设置有加热单元和冷却单元，发酵罐（1）内壁上设置温度传感器，发酵罐（1）底部设置多组支撑腿（2），发酵罐（1）顶部设置进料机构（3）、送气管（4）和泄压阀（5），送气管（4）上设置电磁阀a（37），发酵罐（1）底部设置出料管（6）和密封或打开出料管（6）的出料组件；温度传感器与控制系统信号传输连接，控制系统与电磁阀a（37）以及控温机构（12）均控制连接。
3.根据权利要求2所述的全自动集成式发酵设备，其特征在于，出料组件包括配合设置在出料管（6）内的密封塞（7）以及和密封塞（7）连接的连接架（11），连接架（11）顶部设置连接板（10），连接板（10）底部竖直设置伸缩装置（9），伸缩装置（9）底部设置安装架a（8），安装架a（8）设置在发酵罐（1）底部外壁上。
4.根据权利要求1所述的全自动集成式发酵设备，其特征在于，搅拌机构为螺旋状的搅拌杆a（29），搅拌杆a（29）顶部通过连接杆（30）与筒体a（15）底部外壁连接，滑动件为套在搅拌杆a（29）上的套球a（31），套球a（31）与连接索（24）底部连接。
5.根据权利要求1所述的全自动集成式发酵设备，其特征在于，搅拌机构为弧形的搅拌杆b（32），搅拌杆b（32）顶部与筒体a（15）底部外壁连接，滑动件为套在搅拌杆b（32）上的套球b（33），套球b（33）与连接索（24）底部连接。
6.根据权利要求5所述的全自动集成式发酵设备，其特征在于，搅拌杆b（32）设置多组，多组搅拌杆b（32）以发酵罐（1）轴线为中心沿圆周方向均匀分布；套球b（33）和连接索（24）均配合设置多组，多组连接索（24）顶部均与球壳（23）连接，多组连接索（24）底部分别与多组套球b（33）连接。
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117402710A (zh) | 2024-01-16 |
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