CN204550587U - 用于制备固体类生物制品的新型发酵装置 - Google Patents

Abstract

一种用于制备固体类生物制品的新型发酵装置，它由罐体、减速电机、粉碎机电机、进水管道、水箱溢流管道、真空管道、排汽管道、接种管道、蒸汽主管道、无菌水储藏罐、无菌过滤器、蒸汽过滤器、粗过滤器、热交换器、冷干机、夹层封头、盘管部分组成，在罐体的上端的一侧设置有进料口，在罐体的上端的中部设置安装有减速电机，在罐体的上端侧面安装设置有一个粉碎机电机，粉碎机电机通过电机座与罐体固定在一起，在罐体的底部外端设置有夹层封头，在罐体的下端的周围设置有金属夹层，金属夹层内部设置有螺旋形的盘管，在罐体的下部设置有一个清洗口和一个出料口，在夹层的一侧设置有一个恒温水箱和一个无菌水储藏罐。

Description

用于制备固体类生物制品的新型发酵装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于制备固体类生物制品的新型发酵装置，属于专门用于制备固体类中药发酵、生物食品、生物农药、生物饲料、生物肥料等产品的发酵设备技术领域。

背景技术

中药发酵、生物食品、生物农药、生物饲料、生物肥料等固体类生物制品，由于其应用范围广泛，在我国具有很大的市场份额。目前制备固体类生物制品的通用工艺方法是：配料-干料混合-加水湿混-蒸汽灭菌-冷却-粉碎-接种-发酵-干燥-粉碎-成品包装。

目前，市场上出现了整套的固体类生物制品制备设备，但其在对固体类生物制品培养基进行蒸汽灭菌、发酵、低温干燥这三个步骤的操作时，需要对生物制品培养基注入蒸汽或无菌冷空气，但是现有的发酵设备并不能使生物制品培养基与这些气体有效、快速的进行反应，增加了制备成本、造成了不必要的浪费。由于在固体类生物制品的制备过程中，需要对温度进行严格的控制，但是现有的发酵设备在其发酵罐体的底部和四周并没有设置较好的保温措施，影响了生物繁殖成功率，降低了生物繁殖均匀性和稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题而设计提供了一种用于制备固体类生物制品的新型发酵装置，由于该设备设置有下搅拌空心轴和环形通气管，增大了蒸汽、无菌冷空气与物料的接触面积，从而降低了通气阻力极大的提高了蒸汽灭菌、发酵、低温干燥过程的反应效率；该设备设置有盘形管道，增大了盘形管道与夹层内的温控水的接触面积，加快了热量的传导；该设备增加了夹层封头，增加了罐体底部生物繁殖的成功率，提升了生物繁殖均匀性和稳定性；该设备设置有上封头，上封头采用弧形设计，不但增大了罐体的内部容量，还节省了材料。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术手段实现的：

用于制备固体类生物制品的新型发酵装置，它由罐体、减速电机、粉碎机电机、进水管道、水箱溢流管道、真空管道、排汽管道、接种管道、蒸汽主管道、无菌水储藏罐、无菌过滤器、蒸汽过滤器、粗过滤器、热交换器、冷干机、夹层封头、盘管部分组成，其特征是：在罐体的上端的一侧设置有进料口，在罐体的上端的中部设置安装有减速电机，减速电机通过减速机座与上封头固定在一起，上封头下面设置有罐体，在减速机座的内部安装有一个上搅拌轴，在罐体的内部设置安装有下搅拌空心轴，下搅拌空心轴中部设置安装有环形通气管，下搅拌空心轴通过连轴器与上搅拌轴相连接，上搅拌轴的上端与减速电机相连接；在孔板罐底的下部安装有轴承底座，下搅拌空心轴通过轴承底座固定在罐体内；在轴承底座的周围，孔板罐底上设置有通气孔；在下搅拌空心轴上安装设置有螺旋板，螺旋板通过固定杆与下搅拌空心轴进行固定，在下搅拌空心轴的下端安装设置有一个推料桨；在罐体的上端侧面安装设置有一个粉碎机电机，粉碎机电机通过电机座与罐体固定在一起，在粉碎机电机端部连接有一个粉碎机头，粉碎机头穿过罐体壁设置安装在罐体的内部；在罐体的底部外端设置有夹层封头，在罐体的下端的周围设置有金属夹层，金属夹层内部设置有螺旋形的盘管，在罐体的侧面设置安装有一个温度传感器三和一个湿度变送器，在夹层的侧面设置有一个温度传感器二；在罐体的下部设置有一个清洗口和一个出料口，在出料口的上端设置安装有一个出料口档板，出料口档板通过挡板连杆固定在出料口上。

在所述的夹层的一侧设置有一个恒温水箱，恒温水箱通过管道一与夹层相连，在恒温水箱上安装有一个溢流管道和一个进水管道，在进水管道上安装设置有水泵、止回阀、电磁阀一；在夹层上设置安装有管道二，管道二与进水管道相连；在进水管道与溢流管道之间安装设置有排污管道；在恒温水箱的顶部安装有一个液位传感器，在恒温水箱的侧面安装有一个温度传感器一，在恒温水箱的底部安装有一个电加热棒。

在所述的罐体的顶部一侧分别设置安装有真空管道、排汽管道、接种管道，在真空管道上设置安装有组合阀二、真空压力表、电磁阀三、真空泵；接种管道通过管道十二与蒸汽主管道相连。

在所述的出料口的一侧设置安装有空气管道；空气管道通过管道三与蒸汽主管道相连，在空气管道上安装有组合阀一、三通电动阀、阀门、粗过滤器、无菌过滤器；在蒸汽主管道与空气管道之间设置安装有蒸汽过滤器，蒸汽过滤器通过管道十一、管道七分别与蒸汽主管道、空气管道相连；在蒸汽主管道与空气管道之间设置安装有热交换器，热交换器通过管道十三、管道九分别与蒸汽主管道、空气管道相连；在空气管道的端部设置安装有冷干机，冷干机的出口通过管道八与空气管道相连，冷干机的进口与管道十四相连。

在所述的罐体的一侧设置有一个无菌水储藏罐，无菌水储藏罐通过管道五、管道六与空气管道相连；无菌水储藏罐通过管道十与蒸汽主管道相连；在空气管道上连接有压缩空气管道，在压缩空气管道上设置安装有减压调压阀。

本实用新型用于制备固体类生物制品的新型发酵装置的操作方法以及工作原理如下：

1、干料混合

同时开启粉碎电机和减速电机，按0.6装料系数和工艺配方将原料配置好后，通过进料口置入罐体内，在粉碎机头的快速转动下，原料被均匀混合。

2、加水湿混

同时开启粉碎电机和减速电机，减速电机带动下搅拌空心轴转动，下搅拌空心轴上的螺旋板可将粉碎机头打碎后的原料进行搅拌，此时按照规定的工艺配方适量缓缓将水从进料口加入罐内，加水完毕后再将湿原料混合搅拌2～3分钟。

3、蒸汽灭菌

对罐体内的原料、无菌水储藏罐、无菌过滤器以及相关管道进行灭菌处理。将蒸汽主管道、管道三、管道十、管道十一、管道七上的截止阀打开，将电磁阀二打开，三通电动阀打开，组合阀二左侧的排气阀打开；将排汽管道、接种管道上的球阀打开，将清洗口、出料口、无菌水储藏罐、无菌过滤器下方的排污球阀打开，采用121度～125度的高温蒸汽对罐体内的原料、所述相关设备以及管道进行灭菌30分钟后，再关闭上述管道的各种阀门。进行上述蒸汽灭菌程序后，通过管道向夹层内注入冷水，夹层内的冷水由溢流管道排出，同时打开电磁阀三、真空泵、组合阀二、三通电动阀、阀门、组合阀一、管道九上的截止阀，对罐体内的原料进行降温处理。在对罐体内的原料、无菌水储藏罐、无菌过滤器以及相关管道进行灭菌处理之前，先对对罐体及其内部原料进行抽真空处理。

4、破碎

通过上述程序对罐体内的原料进行灭菌后，罐体内的原料会产生糊化结块现象，此时，再开启粉碎电机和减速电机，减速电机带动下搅拌空心轴转动，下搅拌空心轴上的螺旋板可将原料托举到粉碎机头位置，粉碎机头对原料进行粉碎。

5、接种

首先，将管道十二上截止阀打开，接种管道上的组合阀上的排气阀打开，对接种管道进行灭菌，然后开启组合阀二、电磁阀三和真空泵，打开粉碎电机和减速电机，将液体菌种由接种管道注入罐体的原料中，然后再混合搅拌2～3分钟。

6、发酵

发酵原料温度可由夹层内的恒温水进行控制，当发酵原料的温度较低时，恒温水箱内的电加热棒接到指令后，可对恒温水箱内水进行加热，被加热后的恒温水箱内水，通过水泵在夹层、恒温水箱以及管道内进行循环，此时夹层内的热水可对罐体内发酵原料间进行升温。当罐体内原料的发酵温度超过极限值时，此时，电磁阀一自动打开，此时，冷却水通过进水管道进入夹层内，夹层内的冷却水可对罐体内发酵原料进行降温。假如罐体内原料的发酵温度太高时，使用上述降温方法不能达到降温目的时，此时，可打开电磁阀三、真空泵、组合阀一、阀门、三通电动阀、冷干机，罐体内进入无菌冷空气，这时罐体内发酵原料的温度即被降低。通过上述方法对罐体内发酵原料的温度进行限值控制后，即可达到原料正常发酵的目的。

7、低温干燥

通过管道十三向热交换器内注入蒸汽，温度传感器四可将热交换器内的温度控制在45度～60度之间，然后打开电磁阀三、真空泵、组合阀一、组合阀二、三通电动阀、阀门、管道九上的截止阀打开，此时，罐体内的发酵原料即进入低温干燥程序，当发酵原料的水份含量降至接近成品标准后，这时，开启粉碎电机和减速电机，对罐体内的发酵原料进行搅拌，直至发酵原料符合标准为止。

8、出料

打开进料口和出料口，开启减速电机，在螺旋板、推料桨的旋转作用下，原料可从出料口落出。

本实用新型主要具有以下有益效果：

1、由于该设备设置有下搅拌空心轴和出气管，增大了蒸汽、无菌冷空气与物料的接触面积，极大的提高了蒸汽灭菌、发酵、低温干燥过程的反应效率。

2、该设备设置有盘形管道，增大了盘形管道与夹层内的温控水的接触面积，加快了热量的传导，该设备增加了夹层封头，增加了罐体底部生物繁殖的成功率，提升了生物繁殖均匀性和稳定性。

3.该设备设置有上封头，上封头采用弧形设计，不但增大了罐体的内部容量，还节省了材料。

附图说明

附图是本实用新型用于制备固体类生物制品的新型发酵装置的结构示意图。

如图所示，上述用于制备固体类生物制品的新型发酵装置的各单元结构部分由下列阿拉伯数字进行表示：

1.下封头、2.夹层、3.罐体、4.下搅拌空心轴、5.固定杆、6.连轴器、7.上搅拌轴、8.减速电机、9.液位传感器、10.恒温水箱、11.减速机座、12.温度传感器一、13.进料口、14.电加热棒、15.管道一、16.上封头、17.粉碎机电机、18.电机座、19.粉碎机头、20.温度传感器二、21.螺旋板、22.推料桨、23.孔板罐底、24.轴承底座、25.溢流管道、26.水泵、27.止回阀、28.管道二、29.排污管道、30.清洗口、31.出料口档板、32.挡板连杆、33.进水管道、34.出料口、35.电磁阀一、36.组合阀一、37.温度传感器三、38.管道三、39.湿度变送器、40.管道四、41.组合阀二、42.真空压力表、43.电磁阀二、44.电磁阀三、45.真空泵、46.管道五、47.无菌水储藏罐、48.管道六、49.管道七、50.无菌过滤器、51.三通电动阀、52.空气管道、53.阀门、54.管道八、55.粗过滤器、56.管道九、57.温度传感器四、58.蒸汽过滤器、59.管道十、60.管道十一、61.管道十二、62.真空管道、63.排汽管道、64.接种管道、65.蒸汽主管道、66.减压阀、67.管道十三、68.热交换器、69.管道十四、70.冷干机、71.减压调压阀、72.压缩空气管道、73.夹层封头、74.盘管、75.环形通气管。

下面结合实施例和说明书附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

实施例

如图所示，用于制备固体类生物制品的新型发酵装置，它是由罐体3、减速电机8、粉碎机电机17、进水管道33、水箱溢流管道25、真空管道62、排汽管道63、接种管道64、蒸汽主管道65、无菌水储藏罐47、无菌过滤器50、蒸汽过滤器58、粗过滤器55、热交换器68、冷干机70、夹层封头73、盘管74部分组成。

如图所示，在罐体3的上端的一侧设置有进料口13，在罐体3的上端的中部设置安装有减速电机8，减速电机8通过减速机座11与上封头16固定在一起，上封头16下面设置有罐体3，在减速机座11的内部安装有一个上搅拌轴7，在罐体3的内部设置安装有下搅拌空心轴4，下搅拌空心轴4中部设置安装有环形通气管75，下搅拌空心轴4通过连轴器6与上搅拌轴7相连接，上搅拌轴7的上端与减速电机8相连接；在孔板罐底23的下部安装有轴承底座24，下搅拌空心轴4通过轴承底座24固定在罐体3内；在轴承底座24的周围，孔板罐底23上设置有通气孔；在下搅拌空心轴4上安装设置有螺旋板21，螺旋板21通过固定杆5与下搅拌空心轴4进行固定，在下搅拌空心轴4的下端安装设置有一个推料桨22；在罐体3的上端侧面安装设置有一个粉碎机电机17，粉碎机电机17通过电机座18与罐体3固定在一起，在粉碎机电机17端部连接有一个粉碎机头19，粉碎机头19穿过罐体壁设置安装在罐体3的内部；在罐体3的底部外端设置有夹层封头73，在罐体3的下端的周围设置有金属夹层2，金属夹层2内部设置有螺旋形的盘管74，在罐体3的侧面设置安装有一个温度传感器三37和一个湿度变送器39，在夹层2的侧面设置有一个温度传感器二20；在罐体3的下部设置有一个清洗口30和一个出料口34，在出料口34的上端设置安装有一个出料口档板31，出料口档板31通过挡板连杆32固定在出料口34上。

如图所示，在夹层2的一侧设置有一个恒温水箱10，恒温水箱10通过管道一15与夹层2相连，在恒温水箱10上安装有一个溢流管道25和一个进水管道33，在进水管道33上安装设置有水泵26、止回阀27、电磁阀一35；在夹层2上设置安装有管道二28，管道二28与进水管道33相连；在进水管道33与溢流管道25之间安装设置有排污管道29；在恒温水箱10的顶部安装有一个液位传感器9，在恒温水箱10的侧面安装有一个温度传感器一12，在恒温水箱10的底部安装有一个电加热棒14。

如图所示，在罐体3的顶部一侧分别设置安装有真空管道62、排汽管道63、接种管道64，在真空管道62上设置安装有组合阀二41、真空压力表42、电磁阀三44、真空泵45；接种管道64通过管道十二61与蒸汽主管道65相连。

如图所示，在出料口34的一侧设置安装有空气管道52；空气管道52通过管道三38与蒸汽主管道65相连，在空气管道52上安装有组合阀一36、三通电动阀51、阀门53、粗过滤器55、无菌过滤器50；在蒸汽主管道65与空气管道52之间设置安装有蒸汽过滤器58，蒸汽过滤器58通过管道十一60、管道七49分别与蒸汽主管道65、空气管道52相连；在蒸汽主管道65与空气管道52之间设置安装有热交换器68，热交换器68通过管道十三67、管道九56分别与蒸汽主管道65、空气管道52相连；在空气管道52的端部设置安装有冷干机70，冷干机70的出口通过管道八54与空气管道52相连，冷干机70的进口与管道十四69相连。

如图所示，在罐体3的一侧设置有一个无菌水储藏罐47，无菌水储藏罐47通过管道五46、管道六48与空气管道52相连；无菌水储藏罐47通过管道十59与蒸汽主管道65相连；在空气管道52上连接有压缩空气管道72，在压缩空气管道72上设置安装有减压调压阀71。

Claims (5)

1.一种用于制备固体类生物制品的新型发酵装置，它由罐体(3)、减速电机(8)、粉碎机电机(17)、进水管道(33)、水箱溢流管道(25)、真空管道(62)、排汽管道(63)、接种管道(64)、蒸汽主管道(65)、无菌水储藏罐(47)、无菌过滤器(50)、蒸汽过滤器(58)、粗过滤器(55)、热交换器(68)、冷干机(70)、夹层封头(73)、盘管(74)部分组成，其特征是：在罐体(3)的上端的一侧设置有进料口(13)，在罐体(3)的上端的中部设置安装有减速电机(8)，减速电机(8)通过减速机座(11)与上封头(16)固定在一起，上封头(16)下面设置有罐体(3)，在减速机座(11)的内部安装有一个上搅拌轴(7)，在罐体(3)的内部设置安装有下搅拌空心轴(4)，下搅拌空心轴(4)中部设置安装有环形通气管(75)，下搅拌空心轴(4)通过连轴器(6)与上搅拌轴(7)相连接，上搅拌轴(7)的上端与减速电机(8)相连接；在孔板罐底(23)的下部安装有轴承底座(24)，下搅拌空心轴(4)通过轴承底座(24)固定在罐体(3)内；在轴承底座(24)的周围，孔板罐底(23)上设置有通气孔；在下搅拌空心轴(4)上安装设置有螺旋板(21)，螺旋板(21)通过固定杆(5)与下搅拌空心轴(4)进行固定，在下搅拌空心轴(4)的下端安装设置有一个推料桨(22)；在罐体(3)的上端侧面安装设置有一个粉碎机电机(17)，粉碎机电机(17)通过电机座(18)与罐体(3)固定在一起，在粉碎机电机(17)端部连接有一个粉碎机头(19)，粉碎机头(19)穿过罐体壁设置安装在罐体(3)的内部；在罐体(3)的底部外端设置有夹层封头(73)，在罐体(3)的下端的周围设置有金属夹层(2)，金属夹层(2)内部设置有螺旋形的盘管(74)，在罐体(3)的侧面设置安装有一个温度传感器三(37)和一个湿度变送器(39)，在夹层(2)的侧面设置有一个温度传感器二(20)；在罐体(3)的下部设置有一个清洗口(30)和一个出料口(34)，在出料口(34)的上端设置安装有一个出料口档板(31)，出料口档板(31)通过挡板连杆(32)固定在出料口(34)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于制备固体类生物制品的新型发酵装置，其特征是：在夹层(2)的一侧设置有一个恒温水箱(10)，恒温水箱(10)通过管道一(15)与夹层(2)相连，在恒温水箱(10)上安装有一个溢流管道(25)和一个进水管道(33)，在进水管道(33)上安装设置有水泵(26)、止回阀(27)、电磁阀一(35)；在夹层(2)上设置安装有管道二(28)，管道二(28)与进水管道(33)相连；在进水管道(33)与溢流管道(25)之间安装设置有排污管道(29)；在恒温水箱(10)的顶部安装有一个液位传感器(9)，在恒温水箱(10)的侧面安装有一个温度传感器一(12)，在恒温水箱(10)的底部安装有一个电加热棒(14)。

3.根据权利要求1所述的一种用于制备固体类生物制品的新型发酵装置，其特征是：在罐体(3)的顶部一侧分别设置安装有真空管道(62)、排汽管道(63)、接种管道(64)，在真空管道(62)上设置安装有组合阀二(41)、真空压力表(42)、电磁阀三(44)、真空泵(45)；接种管道(64)通过管道十二(61)与蒸汽主管道(65)相连。

4.根据权利要求1所述的一种用于制备固体类生物制品的新型发酵装置，其特征是：在出料口(34)的一侧设置安装有空气管道(52)；空气管道(52)通过管道三(38)与蒸汽主管道(65)相连，在空气管道(52)上安装有组合阀一(36)、三通电动阀(51)、阀门(53)、粗过滤器(55)、无菌过滤器(50)；在蒸汽主管道(65)与空气管道(52)之间设置安装有蒸汽过滤器(58)，蒸汽过滤器(58)通过管道十一(60)、管道七(49)分别与蒸汽主管道(65)、空气管道(52)相连；在蒸汽主管道(65)与空气管道(52)之间设置安装有热交换器(68)，热交换器(68)通过管道十三(67)、管道九(56)分别与蒸汽主管道(65)、空气管道(52)相连；在空气管道(52)的端部设置安装有冷干机(70)，冷干机(70)的出口通过管道八(54)与空气管道(52)相连，冷干机(70)的进口与管道十四(69)相连。

5.根据权利要求1所述的一种用于制备固体类生物制品的新型发酵装置，其特征是：在罐体(3)的一侧设置有一个无菌水储藏罐(47)，无菌水储藏罐(47)通过管道五(46)、管道六(48)与空气管道(52)相连；无菌水储藏罐(47)通过管道十(59)与蒸汽主管道(65)相连；在空气管道(52)上连接有压缩空气管道(72)，在压缩空气管道(72)上设置安装有减压调压阀(71)。