CN204550581U - 盘管换热式发酵罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盘管换热式发酵罐，包括罐本体，所述罐本体的上部设有进料机构，所述罐本体的底部设有出料口，所述罐本体内沿内壁设有换热盘管，所述换热盘管的上部和下部分别连接有位于所述罐本体外的换热介质进口和换热介质出口；所述罐本体的顶部设有搅拌驱动装置，所述搅拌驱动装置的输出端连接有伸入所述罐本体内部的搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌叶轮；所述罐本体的上部还设有氧气进口和呼吸器，所述氧气进口连接有位于所述罐本体内的氧气喷管，所述氧气喷管延伸至所述罐本体底部。本实用新型结构科学合理，便于控制温度，操作简单便捷，确保最佳发酵条件，获得优质、高产、低成本的产品。

Description

盘管换热式发酵罐

技术领域

本实用新型涉及一种生物工程设备领域，尤其涉及一种盘管换热式发酵罐。

背景技术

生物工程产品包括生物药物、生物化学品、生物燃料、酿造食品等等，与国计民生息息相关。这些产品的研究开发与制造，都离不开发酵罐，其规模由几升到上千立方米，目前大型发酵罐内部结构复杂，配管和阀门过多，而且操作麻烦，劳动强度大，温度控制不精确，能量效率低，易发生误操作、灭菌不彻底的问题，造成生产损失，影响生产效率的提高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构科学合理，便于控制温度，操作简单便捷，确保最佳发酵条件，获得优质、高产、低成本产品的盘管换热式发酵罐。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：盘管换热式发酵罐，包括罐本体，所述罐本体的上部设有进料机构，所述罐本体的底部设有出料口，所述罐本体内沿内壁设有换热盘管，所述换热盘管的上部和下部分别连接有位于所述罐本体外的换热介质进口和换热介质出口；所述罐本体的顶部设有搅拌驱动装置，所述搅拌驱动装置的输出端连接有伸入所述罐本体内部的搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌叶轮；所述罐本体的上部还设有氧气进口和呼吸器，所述氧气进口连接有位于所述罐本体内的氧气喷管，所述氧气喷管延伸至所述罐本体底部。

作为优选的技术方案，所述进料机构包括分布在所述罐本体上部的物料进口、菌种进口和发酵罐进口。

作为对上述技术方案的改进，所述搅拌驱动装置包括电机，所述电机的输出轴连接有减速机，所述减速机的输出轴连接所述搅拌轴。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述搅拌轴与所述罐本体之间设有密封圈。

作为对上述技术方案的更进一步改进，所述氧气进口与所述氧气喷管之间设有氧气过滤装置，所述氧气喷管上设有喷雾装置。

作为对上述技术方案的特别进一步改进，所述罐本体的上部安装有带灯视镜，所述罐本体的下部安装有溶氧仪和PH仪，所述罐本体上还设有温控口，所述温控口内设有温控仪。

作为对上述技术方案的尤其进一步改进，所述罐本体的顶部设有清洗喷淋装置。

作为对上述技术方案的尤其进一步改进，所述罐本体外周设有吊耳。

由于采用了上述技术方案，盘管换热式发酵罐，包括罐本体，所述罐本体的上部设有进料机构，所述罐本体的底部设有出料口，所述罐本体内沿内壁设有换热盘管，所述换热盘管的上部和下部分别连接有位于所述罐本体外的换热介质进口和换热介质出口；所述罐本体的顶部设有搅拌驱动装置，所述搅拌驱动装置的输出端连接有伸入所述罐本体内部的搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌叶轮；所述罐本体的上部还设有氧气进口和呼吸器，所述氧气进口连接有位于所述罐本体内的氧气喷管，所述氧气喷管延伸至所述罐本体底部。针对需氧菌或兼性需氧菌，通过所述氧气进口和所述氧气喷管供给菌体生长及其产物合成所需的大量的氧。由于不同微生物要求通气量不同，即使是同一种菌种，不同生理时期对通气量的要求也不相同，需要根据菌种确定控制通气条件，所述氧气进口和所述氧气喷管的设置方便控制氧气量的供给，所述罐本体内产生的废气从所述呼吸器排出，防止废气影响发酵。在通气的同时，通过所述搅拌驱动装置带动所述搅拌轴和所述搅拌叶轮转动，通过搅拌使通气的效果更好，使氧从空气气泡中分散地进入发酵液后容易扩散，不仅能使空气气泡与发酵液混合，而且使微生物细胞均匀地与发酵液内的营养物接触，保持悬浮状态，有利于微生物均匀地获得氧和营养。通过通气和搅拌，新鲜氧气可更好地和培养液混合，保证氧的最大限度的溶解，此外，搅拌也有利于培养基的热交换和营养物质与代谢物的分散。通过所述搅拌驱动装置可以精确控制所述搅拌轴和所述搅拌叶轮的转速，避免过度搅拌影响某些微生物的菌丝形态，尤其是影响霉菌和放线菌的菌丝形态，避免使菌丝变短粗的分枝，也避免造成细胞损伤，使菌丝提早自溶，同时还能有效防止培养液产生大量泡沫，避免了污染杂菌。蒸汽或冷却水从所述换热介质进口进入到所述换热盘管，通过蒸汽或冷却水的热交换控制发酵培养基的灭菌和培养温度，蒸汽或冷却水的流通可以加快升温或降温的速度，节省时间，降低生产成本，换热后的蒸汽或冷却水的从换热介质出口排出。通过所述出料口放出物料，及时检测所述罐本体内菌体的发酵情况，待发酵完成时，通过所述出料口及时安全地把物料输送到储存罐中。本实用新型结构科学合理，便于控制温度，操作简单便捷，确保最佳发酵条件，获得优质、高产、低成本的产品。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的俯视结构示意图。

图中：1-罐本体；2-出料口；3-换热盘管；4-换热介质进口；5-换热介质出口；6-搅拌轴；7-搅拌叶轮；8-氧气进口；9-呼吸器；10-氧气喷管；11-菌种进口；12-物料进口；13-发酵罐进口；14-电机；15-减速机；16-密封圈；17-氧气过滤装置；18-带灯视镜；19-溶氧仪；20-PH仪；21-温控口；22-吊耳；23-清洗喷淋装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，盘管换热式发酵罐，包括罐本体1，所述罐本体1的上部设有进料机构，所述罐本体1的底部设有出料口2，所述罐本体1内沿内壁设有换热盘管3，所述换热盘管3的上部和下部分别连接有位于所述罐本体1外的换热介质进口4和换热介质出口5；所述罐本体1的顶部设有搅拌驱动装置，所述搅拌驱动装置的输出端连接有伸入所述罐本体1内部的搅拌轴6，所述搅拌轴6上设有搅拌叶轮7；所述罐本体1的上部还设有氧气进口8和呼吸器9，所述氧气进口8连接有位于所述罐本体1内的氧气喷管10，所述氧气喷管10延伸至所述罐本体1底部。针对需氧菌或兼性需氧菌，通过所述氧气进口8和所述氧气喷管10供给菌体生长及其产物合成所需的大量的氧。由于不同微生物要求通气量不同，即使是同一种菌种，不同生理时期对通气量的要求也不相同，需要根据菌种确定控制通气条件，所述氧气进口8和所述氧气喷管10的设置方便控制氧气量的供给，所述罐本体1内产生的废气从所述呼吸器9排出，防止废气影响发酵。在通气的同时，通过所述搅拌驱动装置带动所述搅拌轴6和所述搅拌叶轮7转动，通过搅拌使通气的效果更好，使氧从空气气泡中分散地进入发酵液后容易扩散，不仅能使空气气泡与发酵液混合，而且使微生物细胞均匀地与发酵液内的营养物接触，保持悬浮状态，有利于微生物均匀地获得氧和营养。通过通气和搅拌，新鲜氧气可更好地和培养液混合，保证氧的最大限度的溶解，此外，搅拌也有利于培养基的热交换和营养物质与代谢物的分散。通过所述搅拌驱动装置可以精确控制所述搅拌轴6和所述搅拌叶轮7的转速，避免过度搅拌影响某些微生物的菌丝形态，尤其是影响霉菌和放线菌的菌丝形态，避免使菌丝变短粗的分枝，也避免造成细胞损伤，使菌丝提早自溶，同时还能有效防止培养液产生大量泡沫，避免了污染杂菌。蒸汽或冷却水从所述换热介质进口4进入到所述换热盘管3，通过蒸汽或冷却水的热交换控制发酵培养基的灭菌和培养温度，蒸汽或冷却水的流通可以加快升温或降温的速度，节省时间，降低生产成本，换热后的蒸汽或冷却水的从换热介质出口5排出。通过所述出料口2放出物料，及时检测所述罐本体1内菌体的发酵情况，待发酵完成时，通过所述出料口2及时安全地把物料输送到储存罐中。本实施例结构科学合理，便于控制温度，操作简单便捷，确保最佳发酵条件，获得优质、高产、低成本的产品。

所述进料机构包括分布在所述罐本体1上部的物料进口12、菌种进口11和发酵罐进口13。所述物料进口12可以采用压力人孔，为人工投放物料口，方便快捷；经由所述菌种进口11可以将菌种洒到所述罐本体1内的物料上，所述发酵罐进口13为上级发酵罐物料进口，便于将上一级培养的菌体投入的本级所述罐本体1内，操作安全、无菌、快捷。

所述搅拌驱动装置包括电机14，所述电机14的输出轴连接有减速机15，所述减速机15的输出轴连接所述搅拌轴6。所述减速机15在降低转速的同时能够提高输出扭矩，也能够降低负载的惯量。

所述搅拌轴6与所述罐本体1之间设有密封圈16，保证发酵不被污染。

所述氧气进口8与所述氧气喷管10之间设有氧气过滤装置17，所述氧气喷管10上设有喷雾装置(图中未示出)。通过所述氧气过滤装置17可以向培养基中连续补充无菌空气，并与搅拌相配合供氧；无菌空气通过所述喷雾装置成为极小气泡，使氧从气泡中分散地进入发酵液中更容易地扩散，配合所述搅拌叶轮7的搅拌，不仅能使气泡与发酵液混合，而且使微生物细胞均匀地与发酵液内的营养物接触，保持悬浮状态。所述氧气过滤装置17和所述喷雾装置对于本领域技术人员来说为公知技术，可以采用现有设备，其具体结构和工作原理在此不再赘述。

所述罐本体1的上部安装有带灯视镜18，所述罐本体1的下部安装有溶氧仪19和PH仪20，所述罐本体1上还设有温控口21，所述温控口21内设有温控仪(图中未示出)。通过所述带灯视镜18可以很好地观察所述罐本体1内菌种在各个时间段的变化，便于控制所述罐本体1内的环境；所述溶氧仪19便于测量溶解于溶液中所包含的氧气含量；所述PH仪20可以直接浸在发酵液中，监测发酵液中的PH的变化；所述温控口21内的所述温控仪可以随时观察所述罐本体1内的温度，便于将发酵温度控制在25℃～35℃，对特殊类型的菌种应根据其特性而定。上述结构便于在发酵过程中，根据菌体的生长代谢特性在不同的发酵阶段采用不同的温度，便于在发酵过程精心监视而加以控制，能够监测发酵时氧浓度、温度、搅拌速度、PH值、泡沫状态、营养物的消耗情况、菌生长状况和产品形成等情况，并及时控制。

所述罐本体1的顶部设有清洗喷淋装置23，方便清洗所述罐本体1内残留的物体。所述清洗喷淋装置23对于本领域的技术人员来说为公知技术，可以采用现有设备，其具体结构和工作原理在此不再赘述。

所述罐本体1外周设有吊耳22，所述吊耳22可以采用不锈钢材料，美观、耐用，便于和工作平台连接在一起，确保了发酵罐固定的稳定。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.盘管换热式发酵罐，包括罐本体，所述罐本体的上部设有进料机构，所述罐本体的底部设有出料口，其特征在于：所述罐本体内沿内壁设有换热盘管，所述换热盘管的上部和下部分别连接有位于所述罐本体外的换热介质进口和换热介质出口；所述罐本体的顶部设有搅拌驱动装置，所述搅拌驱动装置的输出端连接有伸入所述罐本体内部的搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌叶轮；所述罐本体的上部还设有氧气进口和呼吸器，所述氧气进口连接有位于所述罐本体内的氧气喷管，所述氧气喷管延伸至所述罐本体底部。

2.如权利要求1所述的盘管换热式发酵罐，其特征在于：所述进料机构包括分布在所述罐本体上部的物料进口、菌种进口和发酵罐进口。

3.如权利要求1所述的盘管换热式发酵罐，其特征在于：所述搅拌驱动装置包括电机，所述电机的输出轴连接有减速机，所述减速机的输出轴连接所述搅拌轴。

4.如权利要求1所述的盘管换热式发酵罐，其特征在于：所述搅拌轴与所述罐本体之间设有密封圈。

5.如权利要求1所述的盘管换热式发酵罐，其特征在于：所述氧气进口与所述氧气喷管之间设有氧气过滤装置，所述氧气喷管上设有喷雾装置。

6.如权利要求1所述的盘管换热式发酵罐，其特征在于：所述罐本体的上部安装有带灯视镜，所述罐本体的下部安装有溶氧仪和PH仪，所述罐本体上还设有温控口，所述温控口内设有温控仪。

7.如权利要求1至6任一权利要求所述的盘管换热式发酵罐，其特征在于：所述罐本体的顶部设有清洗喷淋装置。

8.如权利要求1至6任一权利要求所述的盘管换热式发酵罐，其特征在于：所述罐本体外周设有吊耳。