CN117568133B - 一种糖醇生产用便于放料式发酵罐 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及糖醇生产技术领域，且公开了一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，包括主锥形空腔、送料式联动结构、从动式弹性放料结构以及从动式搅拌结构。该糖醇生产用便于放料式发酵罐，可使得用于发酵的原料持续注入至发酵空腔内部，并且在原料注入的过程中，能够保证发酵空腔和原料输送通道的排放端口之间形成供原料流动，但可阻断气体流动的间隙，因此，在能够实现原料正常投放的同时，又能够有效防止外界气体进入至发酵空腔内部，从而降低厌氧所需其它气体的注入量以及内部气体的外排补偿量，进而使得工作具备连贯性，从而有效提高厌氧准备工作的效率，降低厌氧过程所需时间。
Description
技术领域
本发明涉及糖醇生产技术领域，具体为一种糖醇生产用便于放料式发酵罐。
背景技术
糖醇的生产方法通常包括化学合成法和微生物发酵法。化学合成法是用酸碱处理经高碘酸氧化过的淀粉或纤维素，镍做催化剂，高温高压下加氢还原获得，但因为产物中伴有乙二醇，收率低且难以实现工业化生产。而微生物发酵法是以小麦或玉米等淀粉质原料，经酶降解生成葡萄糖，由耐高渗透酵母或其他菌株，在高浓度下发酵后浓缩结晶分离干燥而得，因此需要使用到厌氧发酵罐。
例如，公开号为“CN215365787U”的中国专利公布了“一种赤藓糖醇生产用厌氧发酵罐”，其主要结构包括发酵罐，所述发酵罐的顶面设有进料口、进水口、进菌口和一驱动电机，所述驱动电机的驱动轴传动连接一搅拌件，所述搅拌件设置在所述发酵罐内，所述发酵罐的上端可拆卸连接一上盖，所述上盖覆盖所述发酵罐的顶面，所述上盖上设有一抽气管和一进气管，所述抽气管可拆卸连接一抽气机，所述进气管可拆卸连接一CO2球，所述进气管上设置有一进气阀，所述发酵罐下端设有出料管和与所述出料管适配的出料盖。该赤藓糖醇生产用厌氧发酵罐密封性良好，能保证发酵罐内发酵环境处于无氧状态，提高厌氧发酵时赤藓糖醇的产率，提高赤藓糖醇生产效率和发酵成功率。
而上述赤藓糖醇生产用厌氧发酵罐在实际工作中，原料在注入到发酵罐内时，需要停机，当原料全部注入至发酵罐内后，再需要对发酵罐内的空气进行换气工作，而换气工作需要持续一段时间后方能够保证发酵罐内处于厌氧状态，由于每次原料重新注入都需要按照上述步骤进行操作，导致工作连贯性降低，同时，换气工作会严重降低发酵时的效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，可使得用于发酵的原料持续注入至发酵空腔内部，并且在原料注入的过程中，能够保证发酵空腔和原料输送通道的排放端口之间形成供原料流动，但可阻断气体流动的间隙，因此，在能够实现原料正常投放的同时，又能够有效防止外界气体进入至发酵空腔内部，从而以降低厌氧所需其它气体的注入量以及内部气体的外排补偿量，进而使得工作具备连贯性，从而有效提高厌氧准备工作的效率，降低厌氧过程所需时间，解决了上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，包括底部安装有支撑腿的厌氧发酵罐、设置于厌氧发酵罐内部的发酵空腔、设置于厌氧发酵罐底端且用于排放发酵空腔内部原料的原料排放口、安装于原料排放口内部且用于控制原料流动的排放阀门、设置于厌氧发酵罐内部且位于发酵空腔正上方的原料预留空腔、设置于原料预留空腔一侧的原料投放口、设置于原料预留空腔底端的原料输送通道、倒置安装于厌氧发酵罐顶端的驱动电机，还包括主锥形空腔，设置于原料输送通道底端和发酵空腔的顶端之间；送料式联动结构，位于原料预留空腔和原料输送通道的内部且随驱动电机的转子转动，其内部设置有随驱动电机的转子转动的纵向空心轴以及随纵向空心轴转动且在转动过程中可实现对周围原料定向驱动的螺旋叶轮；从动式弹性放料结构，其内部设置有随纵向空心轴转动且位于主锥形空腔内部的锥形阀板，所述锥形阀板在螺旋弹簧的弹性作用下可实现纵向移动；以及从动式搅拌结构，位于所述发酵空腔内部且随锥形阀板转动，其内部设置有可围绕锥形阀板的轴心线产生圆周运动且对周围原料进行搅拌的边缘搅拌支架。
优选的，所述主锥形空腔为上口径小于其下口径的锥形结构，且该锥形结构的锥形侧面经过打磨形成光滑内壁。
优选的，所述原料预留空腔的底端和发酵空腔的顶端之间设置有副锥形空腔，所述副锥形空腔为上口径大于其下口径的锥形结构，且该锥形结构的锥形侧面经过打磨形成光滑内壁。
优选的，所述送料式联动结构包括位于原料预留空腔和原料输送通道的内部且随驱动电机的转子转动的纵向空心轴，所述纵向空心轴的顶端中心设置有用于固定安装转子的转子固定槽，所述纵向空心轴的内部设置有沿其轴向的部件活动空腔，所述纵向空心轴在位于部件活动空腔的侧面设置有沿部件活动空腔长度方向的半柱形滑槽，所述纵向空心轴的底端设置有连通其底部端面以及部件活动空腔底部结构的上多边形通孔，所述纵向空心轴的圆周侧面设置有一体式结构的螺旋叶轮。
优选的，所述螺旋叶轮在远离纵向空心轴轴心线的边缘结构与原料输送通道的圆周面存在间隙，且该间隙不足以使得原料沿缝隙处流动。
优选的，所述上多边形通孔的横截面为正多边形结构。
优选的，所述从动式弹性放料结构包括位于部件活动空腔内部且可沿部件活动空腔轴向活动的活动板，所述活动板的圆周侧面设置有与活动板为一体式结构且位于半柱形滑槽内部、并沿半柱形滑槽轴向滑动的滑杆结构，所述活动板的底端安装有贯通上多边形通孔，且延伸至主锥形空腔内部的上多边形伸缩杆，所述上多边形伸缩杆的横截面的结构外形与上多边形通孔横截面的结构外形一致、且上多边形伸缩杆的横截面的结构尺寸与上多边形通孔横截面的结构尺寸对应一致，所述上多边形伸缩杆在位于部件活动空腔内部的杆体外围套放有处于压缩状态的螺旋弹簧，所述上多边形伸缩杆的底端固定安装有锥形阀板，所述锥形阀板的侧面设置有锥形侧面，所述锥形阀板的底端固定安装有下多边形伸缩杆。
优选的，所述螺旋弹簧的弹性强度足以使得原料被挤压在主锥形空腔和锥形侧面之间的原料处于紧密压实状态。
优选的，所述锥形侧面的结构外形与所述主锥形空腔的侧面外形保持一致、且两者之间的对应尺寸保持一致。
优选的，所述从动式搅拌结构包括纵向套筒，所述纵向套筒的内部设置有套放于下多边形伸缩杆的下多边形通孔，所述下多边形通孔横截面的结构外形与所述下多边形伸缩杆横截面的结构外形一致、且下多边形通孔横截面的结构尺寸与所述下多边形伸缩杆横截面的结构尺寸一致，所述纵向套筒的圆周侧面通过横向连接杆安装有多个环形阵列式的边缘搅拌支架，且所述边缘搅拌支架的结构外形与所述发酵空腔的边缘结构保持一致，所述边缘搅拌支架的纵向部位设置有多个一体式结构的横向搅拌杆。
与现有技术相比，本发明提供了一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，具备以下有益效果：
该糖醇生产用便于放料式发酵罐，可使得用于发酵的原料持续注入至发酵空腔内部，并且在原料注入的过程中，能够保证发酵空腔和原料输送通道的排放端口之间形成供原料流动，但可阻断气体流动的间隙，因此，在能够实现原料正常投放的同时，又能够有效防止外界气体进入至发酵空腔内部，从而降低厌氧所需其它气体的注入量以及内部气体的外排补偿量，进而使得工作具备连贯性，从而有效提高厌氧准备工作的效率，降低厌氧过程所需时间。
附图说明
图1为本发明的全剖结构示意图；
图2为本发明中送料式联动结构的立体图；
图3为本发明中送料式联动结构在纵向的立体剖面图；
图4为本发明中送料式联动结构在横向的立体剖面图；
图5为本发明中从动式弹性放料结构的立体图；
图6为本发明中从动式搅拌结构的全剖结构示意图。
其中：1、厌氧发酵罐；2、支撑腿；3、发酵空腔；4、原料排放口；5、排放阀门；6、原料预留空腔；7、原料投放口；8、原料输送通道；9、主锥形空腔；10、驱动电机；11、转子；12、送料式联动结构；121、纵向空心轴；122、转子固定槽；123、部件活动空腔；124、半柱形滑槽；125、上多边形通孔；126、螺旋叶轮；13、从动式弹性放料结构；131、活动板；132、滑杆结构；133、上多边形伸缩杆；134、锥形阀板；135、锥形侧面；136、下多边形伸缩杆；137、螺旋弹簧；14、从动式搅拌结构；141、纵向套筒；142、下多边形通孔；143、横向连接杆；144、边缘搅拌支架；145、横向搅拌杆；15、副锥形空腔。
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1，一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，包括底部安装有支撑腿2的厌氧发酵罐1、设置于厌氧发酵罐1内部的发酵空腔3、设置于厌氧发酵罐1底端且用于排放发酵空腔3内部原料的原料排放口4、安装于原料排放口4内部且用于控制原料流动的排放阀门5、设置于厌氧发酵罐1内部且位于发酵空腔3正上方的原料预留空腔6、设置于原料预留空腔6一侧的原料投放口7、设置于原料预留空腔6底端的原料输送通道8、倒置安装于厌氧发酵罐1顶端的驱动电机10，还包括主锥形空腔9，设置于原料输送通道8底端和发酵空腔3的顶端之间；送料式联动结构12，位于原料预留空腔6和原料输送通道8的内部且随驱动电机10的转子11转动，其内部设置有随驱动电机10的转子11转动的纵向空心轴121以及随纵向空心轴121转动且在转动过程中可实现对周围原料定向驱动的螺旋叶轮126；从动式弹性放料结构13，其内部设置有随纵向空心轴121转动且位于主锥形空腔9内部的锥形阀板134，所述锥形阀板134在螺旋弹簧137的弹性作用下可实现纵向移动；以及从动式搅拌结构14，位于所述发酵空腔3内部且随锥形阀板134转动，其内部设置有可围绕锥形阀板134的轴心线产生圆周运动且对周围原料进行搅拌的边缘搅拌支架144。
在工作过程中，可使得用于发酵的原料持续注入至发酵空腔3内部，并且在原料注入的过程中，能够保证发酵空腔3和原料输送通道8的排放端口之间形成供原料流动，但可阻断气体流动的间隙，因此，在能够实现原料正常投放的同时，又能够有效防止外界气体进入至发酵空腔3内部，从而以降低厌氧所需其它气体的注入量以及内部气体的外排补偿量，进而使得工作具备连贯性，从而有效提高厌氧准备工作的效率，降低厌氧过程所需时间。
请参阅图1，所述主锥形空腔9为上口径小于其下口径的锥形结构，且该锥形结构的锥形侧面经过打磨形成光滑内壁。
通过与锥形阀板134的配合，可使得原料在锥形阀板134和主锥形空腔9之间以被压缩状态流动，实现原料的注入。
请参阅图1，所述原料预留空腔6的底端和发酵空腔3的顶端之间设置有副锥形空腔15，所述副锥形空腔15为上口径大于其下口径的锥形结构，且该锥形结构的锥形侧面经过打磨形成光滑内壁。
原料能够由上而下被引导进入至发酵空腔3内部，同时光滑的壁面能够对降低原料在流动过程中的阻尼程度。
请参阅图2、图3和图4，所述送料式联动结构12包括位于原料预留空腔6和原料输送通道8的内部且随驱动电机10的转子11转动的纵向空心轴121，所述纵向空心轴121的顶端中心设置有用于固定安装转子11的转子固定槽122，所述纵向空心轴121的内部设置有沿其轴向的部件活动空腔123，所述纵向空心轴121在位于部件活动空腔123的侧面设置有沿部件活动空腔123长度方向的半柱形滑槽124，所述纵向空心轴121的底端设置有连通其底部端面以及部件活动空腔123底部结构的上多边形通孔125，所述纵向空心轴121的圆周侧面设置有一体式结构的螺旋叶轮126，所述螺旋叶轮126在远离纵向空心轴121轴心线的边缘结构与原料输送通道8的圆周面存在间隙，且该间隙不足以使得原料沿缝隙处流动，所述上多边形通孔125的横截面为正多边形结构。
当纵向空心轴121随驱动电机10的转子11转动时，通过控制转子11的转动方向，可使得螺旋叶轮126定向旋转，而螺旋叶轮126周围的原料在其纵向驱动能力下，会使得原料按照一定压力向下运动，从而实现对原料的压入式投放功能。
请参阅图5，所述从动式弹性放料结构13包括位于部件活动空腔123内部且可沿部件活动空腔123轴向活动的活动板131，所述活动板131的圆周侧面设置有与活动板131为一体式结构且位于半柱形滑槽124内部、并沿半柱形滑槽124轴向滑动的滑杆结构132，所述活动板131的底端安装有贯通上多边形通孔125，且延伸至主锥形空腔9内部的上多边形伸缩杆133，所述上多边形伸缩杆133的横截面的结构外形与上多边形通孔125横截面的结构外形一致、且上多边形伸缩杆133的横截面的结构尺寸与上多边形通孔125横截面的结构尺寸对应一致，所述上多边形伸缩杆133在位于部件活动空腔123内部的杆体外围套放有处于压缩状态的螺旋弹簧137，所述上多边形伸缩杆133的底端固定安装有锥形阀板134，所述锥形阀板134的侧面设置有锥形侧面135，所述锥形阀板134的底端固定安装有下多边形伸缩杆136，所述螺旋弹簧137的弹性强度足以使得原料被挤压在主锥形空腔9和锥形侧面135之间的原料处于紧密压实状态，所述锥形侧面135的结构外形与所述主锥形空腔9的侧面外形保持一致、且两者之间的对应尺寸保持一致。
当纵向空心轴121转动时，由于半柱形滑槽124和滑杆结构132的配合作用，可使得锥形阀板134随纵向空心轴121同步且同向的旋转，由于螺旋叶轮126的原料输送能力，会使得原料堆积在锥形阀板134的顶部，由于原料的持续输入，原料对于锥形阀板134的压力随之增大，当该压力大于螺旋弹簧137的弹性强度时，会使得锥形阀板134向下移动，而此时，压缩后的原料会沿锥形阀板134和主锥形空腔9之间运动，由于此时，原料被压实，气体无法沿原料之间的缝隙流动，因此，在能够实现原料正常投放的同时，又能够有效防止外界气体进入至发酵空腔内部，从而以降低厌氧所需其它气体的注入量以及内部气体的外排补偿量，进而使得工作具备连贯性，从而有效提高厌氧准备工作的效率，降低厌氧过程所需时间，而当转子11反向转动时，能够及时停止原料的注入工作，并且，反向的转动会使得锥形阀板134转动，转动的锥形阀板134和主锥形空腔9之间形成相对转动现象，从而使得位于两者缝隙处的原料在相对转动的状态下向周围掉落，直至所有原料掉落完毕，使得锥形阀板134堵塞在主锥形空腔9底部开口端，实现内外界的彻底隔绝。
请参阅图6，所述从动式搅拌结构14包括纵向套筒141，所述纵向套筒141的内部设置有套放于下多边形伸缩杆136的下多边形通孔142，所述下多边形通孔142横截面的结构外形与所述下多边形伸缩杆136横截面的结构外形一致、且下多边形通孔142横截面的结构尺寸与所述下多边形伸缩杆136横截面的结构尺寸一致，所述纵向套筒141的圆周侧面通过横向连接杆143安装有多个环形阵列式的边缘搅拌支架144，且所述边缘搅拌支架144的结构外形与所述发酵空腔3的边缘结构保持一致，所述边缘搅拌支架144的纵向部位设置有多个一体式结构的横向搅拌杆145。
边缘搅拌支架144和横向搅拌杆145能够随转子11而旋转，从而将处于发酵中的原料进行搅拌，以加快发酵效率。
在使用时，将原料由原料投放口7投入至原料预留空腔6内部，而后，将发酵空腔3内部进行抽气以及辅助气体的注入，形成发酵所需条件后，启动驱动电机10，并控制转子11的旋转方向，当纵向空心轴121转动时，由于半柱形滑槽124和滑杆结构132的配合作用，可使得锥形阀板134随纵向空心轴121同步且同向的旋转，由于螺旋叶轮126的原料输送能力，会使得原料堆积在锥形阀板134的顶部，由于原料的持续输入，原料对于锥形阀板134的压力随之增大，当该压力大于螺旋弹簧137的弹性强度时，会使得锥形阀板134向下移动，而此时，压缩后的原料会沿锥形阀板134和主锥形空腔9之间运动，由于此时，原料被压实，气体无法沿原料之间的缝隙流动，而当转子11反向转动时，能够及时停止原料的注入工作，并且，反向的转动会使得锥形阀板134转动，转动的锥形阀板134和主锥形空腔9之间形成相对转动现象，从而使得位于两者缝隙处的原料在相对转动的状态下向周围掉落，直至所有原料掉落完毕，使得锥形阀板134堵塞在主锥形空腔9底部开口端，实现内外界的彻底隔绝，而后进行原料的发酵。
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 (7)
1.一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，包括底部安装有支撑腿（2）的厌氧发酵罐（1）、设置于厌氧发酵罐（1）内部的发酵空腔（3）、设置于厌氧发酵罐（1）底端且用于排放发酵空腔（3）内部原料的原料排放口（4）、安装于原料排放口（4）内部且用于控制原料流动的排放阀门（5）、设置于厌氧发酵罐（1）内部且位于发酵空腔（3）正上方的原料预留空腔（6）、设置于原料预留空腔（6）一侧的原料投放口（7）、设置于原料预留空腔（6）底端的原料输送通道（8）、倒置安装于厌氧发酵罐（1）顶端的驱动电机（10），其特征在于：还包括，
主锥形空腔（9），设置于原料输送通道（8）底端和发酵空腔（3）的顶端之间，所述主锥形空腔（9）为上口径小于其下口径的锥形结构；
送料式联动结构（12），位于原料预留空腔（6）和原料输送通道（8）的内部且随驱动电机（10）的转子（11）转动，其内部设置有随驱动电机（10）的转子（11）转动的纵向空心轴（121）以及随纵向空心轴（121）转动且在转动过程中可实现对周围原料定向驱动的螺旋叶轮（126），所述螺旋叶轮（126）在远离纵向空心轴（121）轴心线的边缘结构与原料输送通道（8）的圆周面存在间隙，且该间隙不足以使得原料沿缝隙处流动；
从动式弹性放料结构（13），其内部设置有随纵向空心轴（121）转动且位于主锥形空腔（9）内部的锥形阀板（134），所述锥形阀板（134）在螺旋弹簧（137）的弹性作用下可实现纵向移动；
所述从动式弹性放料结构（13）包括位于部件活动空腔（123）内部且可沿部件活动空腔（123）轴向活动的活动板（131），所述活动板（131）的圆周侧面设置有与活动板（131）为一体式结构且位于半柱形滑槽（124）内部、并沿半柱形滑槽（124）轴向滑动的滑杆结构（132），所述活动板（131）的底端安装有贯通上多边形通孔（125），且延伸至主锥形空腔（9）内部的上多边形伸缩杆（133），所述上多边形伸缩杆（133）的横截面的结构外形与上多边形通孔（125）横截面的结构外形一致、且上多边形伸缩杆（133）的横截面的结构尺寸与上多边形通孔（125）横截面的结构尺寸对应一致，所述上多边形伸缩杆（133）在位于部件活动空腔（123）内部的杆体外围套放有处于压缩状态的螺旋弹簧（137），所述上多边形伸缩杆（133）的底端固定安装有锥形阀板（134），所述锥形阀板（134）的侧面设置有锥形侧面（135），所述锥形阀板（134）的底端固定安装有下多边形伸缩杆（136），所述螺旋弹簧（137）的弹性强度足以使得原料被挤压在主锥形空腔（9）和锥形侧面（135）之间的原料处于紧密压实状态；
以及从动式搅拌结构（14），位于所述发酵空腔（3）内部且随锥形阀板（134）转动，其内部设置有可围绕锥形阀板（134）的轴心线产生圆周运动且对周围原料进行搅拌的边缘搅拌支架（144）。
2.根据权利要求1所述的一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，其特征在于：所述锥形结构的锥形侧面经过打磨形成光滑内壁。
3.根据权利要求1所述的一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，其特征在于：所述原料预留空腔（6）的底端和发酵空腔（3）的顶端之间设置有副锥形空腔（15），所述副锥形空腔（15）为上口径大于其下口径的锥形结构，且该锥形结构的锥形侧面经过打磨形成光滑内壁。
4.根据权利要求1所述的一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，其特征在于：所述送料式联动结构（12）包括位于原料预留空腔（6）和原料输送通道（8）的内部且随驱动电机（10）的转子（11）转动的纵向空心轴（121），所述纵向空心轴（121）的顶端中心设置有用于固定安装转子（11）的转子固定槽（122），所述纵向空心轴（121）的内部设置有沿其轴向的部件活动空腔（123），所述纵向空心轴（121）在位于部件活动空腔（123）的侧面设置有沿部件活动空腔（123）长度方向的半柱形滑槽（124），所述纵向空心轴（121）的底端设置有连通其底部端面以及部件活动空腔（123）底部结构的上多边形通孔（125），所述纵向空心轴（121）的圆周侧面设置有一体式结构的螺旋叶轮（126）。
5.根据权利要求4所述的一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，其特征在于：所述上多边形通孔（125）的横截面为正多边形结构。
6.根据权利要求1所述的一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，其特征在于：所述锥形侧面（135）的结构外形与所述主锥形空腔（9）的侧面外形保持一致、且两者之间的对应尺寸保持一致。
7.根据权利要求1所述的一种糖醇生产用便于放料式发酵罐，其特征在于：所述从动式搅拌结构（14）包括纵向套筒（141），所述纵向套筒（141）的内部设置有套放于下多边形伸缩杆（136）的下多边形通孔（142），所述下多边形通孔（142）横截面的结构外形与所述下多边形伸缩杆（136）横截面的结构外形一致、且下多边形通孔（142）横截面的结构尺寸与所述下多边形伸缩杆（136）横截面的结构尺寸一致，所述纵向套筒（141）的圆周侧面通过横向连接杆（143）安装有多个环形阵列式的边缘搅拌支架（144），且所述边缘搅拌支架（144）的结构外形与所述发酵空腔（3）的边缘结构保持一致，所述边缘搅拌支架（144）的纵向部位设置有多个一体式结构的横向搅拌杆（145）。
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