CN204824882U - 一种全封闭式生物固体发酵罐 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种全封闭式生物固体发酵罐，其包括发酵罐本体，所述发酵罐本体的放置方式为卧式放置，所述发酵罐本体上设置有进料口、压力表、气压阀、温度传感器和出料口，所述发酵罐本体上还设置有输气管，所述发酵罐本体内部设置有搅拌轴，搅拌轴上设置有搅拌叶片，所述输气管设置于发酵罐本体下部一侧，气压阀设置于发酵罐本体上部一侧，所述输气管的进气端位于发酵罐本体外部，所述输气管的部分管体及其出气端位于发酵罐本体内部，所述输气管管体外部设置有加热管。本实用新型的目的是旨在提供一种能够有效控制发酵罐的发酵条件，生产周期短，占地面积小，容易操作，劳动强度小的全封闭式生物固体发酵罐。
Description
技术领域
本实用新型属于生物技术设备领域，具体是涉及一种全封闭式生物固体发酵罐。
背景技术
固体发酵是指没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水下溶性固体基质中，用一种或多种微生物的一个生物反应过程。从生物反应过程中的本质考虑，固体发酵是以气相为连续相的生物反应过程。固体发酵具有节水、节能的独特优势，属于清洁生产技术，现已逐步得到世界各国的重视。
目前现有的固体发酵罐有操作简便、低能耗、发酵过程容易控制、对无菌要求相对较低、不易发生大面积的污染等优点。这说明固体发酵及时具有很大的发展潜力。然而固体发酵的缺点也是显而易见的，主要体现为产能太低，现有的技术条件不利于大规模的工业化生产。虽然现在也有一些固体发酵设备，但和深层发酵相比，亦是望尘莫及。固体发酵的技术水平依旧停留在家庭作坊式的生产水平上。现有的固体发酵罐存在以下不足：限于低湿状态下生长的微生物，故可能的流程及产物较受限，一般较适合于真菌；在较致密的环境下发酵，其代谢热的移除常造成问题，尤其是大量生产时，常限制其大规模的产能；固态下各项参数不易侦测，尤其是液体发酵的各种探针不适用于固体发酵，pH值、湿度、基质浓度不易调控，每批次发酵条件不易一致，再现性差；不易以搅拌方式进行质量传递，因此发酵期间，物质的添加无法达到均匀同质；由于不易侦测，从发酵工程的观点来看，许多工作都只是在定性或观察性质，故不易设计反应器，难以量化生产或设计合理化的发酵流程；固体发酵的培养时间较长，其产量及产能常低于液体发酵；萃取的产物常因黏度高不易大量浓缩；生产周期长；占地面积较大，劳动强度较高，生产成本较高。
实用新型内容
针对上述现有技术中的不足之处，本实用新型的目的是旨在提供一种能够有效控制发酵罐的发酵条件，生产周期短，占地面积小，容易操作，劳动强度小的全封闭式生物固体发酵罐。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种全封闭式生物固体发酵罐，其包括发酵罐本体，所述发酵罐本体的放置方式为卧式放置，所述发酵罐本体上设置有进料口、压力表、气压阀、温度传感器和出料口，所述压力表和气压阀靠近进料口设置，所述发酵罐本体上还设置有输气管，所述发酵罐本体内部设置有搅拌轴，搅拌轴上设置有搅拌叶片，所述搅拌轴一端位于发酵罐本体外部，所述位于发酵罐本体外部的搅拌轴一端设置有电机，所述输气管设置于发酵罐本体下部一侧，气压阀设置于发酵罐本体上部一侧，所述输气管的进气端位于发酵罐本体外部，所述输气管的部分管体及其出气端位于发酵罐本体内部，所述位于发酵罐本体内部的输气管管体为套管式结构，输气管管体外部设置有加热管。压力表的设置是为了方便工作人员实时的对发酵罐本体内部的发酵压力进行监测和控制，即对于本实用新型来说，发酵罐本体发酵时的工作压力约为0.05～0.07MPa，这样的设计确保发酵罐本体在工作时能够很容易实现工作压力，发酵环境要求低，间接的节约成本。气压阀的设置主要是为了对发酵罐本体内部的气压进行调节，即气压阀在工作时与输气管相互配合，发酵罐本体内部气压过高的时候，通过气压阀来实现发酵罐本体内部气压的降低，发酵罐本体内部气压不足的时候，通过输气管想发酵罐本体内部输入空气进行气压的调节。位于发酵罐本体内部的输气管外部设置有加热管，加热管的设置是为了更好的对发酵罐本体内部的温度进行调节，确保发酵罐本体内部的温度范围始终是适合酵母菌生长的。一部分输气管管体位于发酵罐本体内部，这样的设置是为了确保通过输气管进入发酵罐本体内部的氧气能够得到充分利用，即由于发酵罐本体内部的发酵物是固态的，其内部不易与输气管进来的氧气接触，导致氧气的利用率不高，大部分氧气随着气压阀的出气口排出，造成了浪费，将输气管的部分管体设置于发酵罐本体内部有利于输气管出来的氧气与发酵物充分接触。
优选的是，所述输气管内部设置有过滤系统。过滤系统的设置是为了洁净进入发酵罐本体内部的空气，防止部分细菌随着输气管进入到发酵罐本体内部对发酵物造成污染，从而影响发酵罐本体内部发酵物的发酵效率。
优选的是，所述输气管外缘与加热管内壁之间留有间隙，所述输气管外缘与加热管内壁之的间隙内部设置有加热装置。将热装置的设置是为了确保发酵罐本体内部的发酵温度，使发酵罐本体内部的温度始终处于易于发酵的温度，提高发酵效率。
优选的是，所述的加热装置为电加热装置。电加热装置的好处是为了方便快捷，工作人员便于对发酵罐本体内部的发酵温度进行控制，即电加热温度升降速率较快，能够够及时的对发酵罐本体内部的温度做出调节。
优选的是，所述搅拌叶片非对称设置于搅拌轴上。将搅拌叶片非对称设置，便于搅拌叶片对发酵物搅拌充分，在发酵罐本体内部不会出现发酵物分层或搅拌不充分的情况。
优选的是，以搅拌轴为基准，搅拌轴上部一侧的搅拌叶片与搅拌轴下部一侧的搅拌叶片错位设置。这样的设置确保发酵罐本体内部不会出现搅拌死角。
优选的是，所述输气管上还设置有控制阀。控制阀的主要作用就是控制输气管的进气量。
本实用新型的工作原理为：将微生物菌种直接混合在发酵物中，发酵物的湿度控制在40％-90％，在发酵生产上，采用全封闭式发酵，液体深层培养搅拌法来代替传统的固体发酵法，通过输气管向发酵罐本体内部连续输送空气和氧气，配合适应的微生物菌种和低压发酵环境，使发酵物能快速发酵和分解，整个发酵过程可缩短为8-24小时。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1之输气管结构示意图。
具体实施方式
如图1-图2所示，一种全封闭式生物固体发酵罐，其包括发酵罐本体1，所述发酵罐本体1的放置方式为卧式放置，所述发酵罐本体1上设置有进料口2、压力表4、气压阀3、温度传感器5和出料口6，所述压力表4和气压阀3靠近进料口2设置，所述发酵罐本体1上还设置有输气管7，所述发酵罐本体1内部设置有搅拌轴8，搅拌轴8上设置有搅拌叶片9，所述搅拌轴8一端位于发酵罐本体1外部，所述位于发酵罐本体1外部的搅拌轴8一端设置有电机10，所述输气管7设置于发酵罐本体1下部一侧，气压阀3设置于发酵罐本体1上部一侧，所述输气管7的进气端位于发酵罐本体1外部，所述输气管7的部分管体及其出气端位于发酵罐本体1内部，所述位于发酵罐本体1内部的输气管7管体为套管式结构，输气管7管体外部设置有加热管11；所述输气管7内部设置有过滤系统12；所述输气管7外缘与加热管11内壁之间留有间隙，所述输气管7外缘与加热管11内壁之的间隙内部设置有加热装置13；所述的加热装置13为电加热装置；所述搅拌叶片9非对称设置于搅拌轴8上；以搅拌轴8为基准，搅拌轴8上部一侧的搅拌叶片9与搅拌轴8下部一侧的搅拌叶片9错位设置；所述输气管7上还设置有控制阀。
Claims (7)
1.一种全封闭式生物固体发酵罐，其特征在于，包括发酵罐本体，所述发酵罐本体的放置方式为卧式放置，所述发酵罐本体上设置有进料口、压力表、气压阀、温度传感器和出料口，所述压力表和气压阀靠近进料口设置，所述发酵罐本体上还设置有输气管，所述发酵罐本体内部设置有搅拌轴，搅拌轴上设置有搅拌叶片，所述搅拌轴一端位于发酵罐本体外部，所述位于发酵罐本体外部的搅拌轴一端设置有电机，所述输气管设置于发酵罐本体下部一侧，气压阀设置于发酵罐本体上部一侧，所述输气管的进气端位于发酵罐本体外部，所述输气管的部分管体及其出气端位于发酵罐本体内部，所述位于发酵罐本体内部的输气管管体为套管式结构，输气管管体外部设置有加热管。
2.根据权利要求1所述的一种全封闭式生物固体发酵罐，其特征在于，所述输气管内部设置有过滤系统。
3.根据权利要求1或2所述的一种全封闭式生物固体发酵罐，其特征在于，所述输气管外缘与加热管内壁之间留有间隙，所述输气管外缘与加热管内壁之的间隙内部设置有加热装置。
4.根据权利要求3所述的一种全封闭式生物固体发酵罐，其特征在于，所述的加热装置为电加热装置。
5.根据权利要求1所述的一种全封闭式生物固体发酵罐，其特征在于，所述搅拌叶片非对称设置于搅拌轴上。
6.根据权利要求5所述的一种全封闭式生物固体发酵罐，其特征在于，以搅拌轴为基准，搅拌轴上部一侧的搅拌叶片与搅拌轴下部一侧的搅拌叶片错位设置。
7.根据权利要求1所述的一种全封闭式生物固体发酵罐，其特征在于，所述输气管上还设置有控制阀。
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