CN206956047U - 一种用于复合菌剂联合培养的发酵设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于复合菌剂联合培养的发酵设备，包括发酵罐(1)，所述发酵罐(1)中设置第一驱动搅拌轴(2)和pH计支架(3)，pH计支架(3)上固定pH计(4)，pH计(4)的探头插入发酵罐(1)中液面以下，pH计(4)与PLC系统(5)连接，PLC系统(5)与第一驱动搅拌轴(2)的电机连接。本实用新型实现了对复合菌剂中不同菌种生长繁殖过程中对氧气的不同需求及其自动化控制，适用于复合菌剂的联合发酵；设计简单，使用方便，生产连续性好。

Description

一种用于复合菌剂联合培养的发酵设备

技术领域

本发明属于微生物发酵罐技术领域，尤其涉及一种用于复合菌剂联合培养的发酵设备。

背景技术

发酵是进行产品加工的重要方法，微生物发酵罐广泛应用于饮料、化工、食品、乳品、佐料、酿酒、制药等行业，主要起培养微生物的作用。微生物培养过程中，微生物发酵罐内微生物的繁殖速度并不完全一致，发酵罐的不同区域都存在明显的差异，因而微生物繁殖消耗的营养物质、热量和代谢物产生的浓度都不相同，而代谢物和营养物的浓度、温度又会直接影响微生物的培养，从而在很大程度上影响发酵效果。因此，现有的微生物发酵罐一般都设有搅拌装置，通过搅拌使物料的温度和浓度一致，罐内微生物的繁殖速度较为均衡，从而取得较好的发酵效果。

常规的发酵罐是利用搅拌的原理对菌液进行有氧发酵，但是对于复合菌剂发酵，由于有些复合菌剂既存在需氧菌又存在厌氧菌，不同菌种对搅拌速率要求不同，常规搅拌发酵反而对复合菌剂的发酵生产不利，影响生产质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于复合菌剂联合培养的发酵设备，所述发酵设备实现了对复合菌剂中不同菌种生长繁殖过程中对氧气的不同需求及其自动化控制。

本发明的技术方案如下：一种用于复合菌剂联合培养的发酵设备，包括发酵罐1，所述发酵罐1中设置第一驱动搅拌轴2和pH计支架3，pH计支架3上固定pH计4，pH计4的探头插入发酵罐1中液面以下，pH计4与PLC系统5连接，PLC系统5与第一驱动搅拌轴2的电机连接。

进一步地，所述PLC系统5设有阈值设定单元和定时单元，阈值设定单元用于设定PH的阈值，定时单元用于控制驱动搅拌轴的搅拌速率。

进一步地，所述发酵罐1底部连接水位显示管6和出菌阀门7。

进一步地，所述发酵罐1通过管道与混合罐8连接，混合罐8与清水罐9通过管道连接，所述发酵罐1、混合罐8和清水罐9内均设有水泵10。混合罐8用于将菌种与清水混合。

进一步地，所述混合罐8中设有第二驱动搅拌轴12，第二驱动搅拌轴12与PLC系统连接。

进一步地，所述PLC系统5还连接蜂鸣器，当pH达到阈值时，PLC系统将信号传递至蜂鸣器。

本实用新型的工作原理如下：由于复合菌剂中的菌种特性不同，有些属于厌氧菌，有氧条件下不繁殖；有些是需氧菌，在有氧情况下繁殖；由于生活习性不同，在培养时必须兼顾多种菌种的特性，需要根据发酵的不同菌种设置搅拌速率。另外，随着培养时间的延长，不同菌种会达到平衡点，超过平衡点会造成某一菌种成为优势菌种。通常筛选合适的pH作为平衡点。基于上述，本实用新型在发酵罐1中设置驱动搅拌轴2和pH计支架3，pH计支架3上固定pH计4，pH计4的探头插入发酵罐1中液面以下，pH计4与PLC系统5连接，PLC系统5与第一驱动搅拌轴2的电机连接。PLC系统5设有阈值设定单元和定时单元，比如在PLC系统的阈值设定单元中设定pH为4，pH计一直监测发酵液的pH，当发酵液pH达到4时，pH计将信号传递至PLC系统，PLC系统产生停止系统，控制第一驱动搅拌轴2停止搅拌，并产生蜂鸣信号，提醒操作人员。另外，为保证复合菌剂中不同菌种生长繁殖过程中对氧气的不同需求，PLC系统中的定时单元设置时间后，每隔一段时间后，控制第一驱动搅拌轴2进行搅拌。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：实现了对复合菌剂中不同菌种生长繁殖过程中对氧气的不同需求及其自动化控制，适用于复合菌剂的联合发酵；设计简单，使用方便，生产连续性好，产量较大，一次一个培养发酵罐可实现2000L的菌液生产，一条生产线可同时投入使用10个及其以上的发酵罐，适宜普及推广和工业化生产；

本实用新型罐体所使用材料有较强的耐腐蚀性能，同时也具备耐高温的特性，易于灭菌消毒，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型提供的发酵设备的结构示意图；

图中标记：1-发酵罐，2-第一驱动搅拌轴，3-pH计支架，4-pH计，5-PLC系统，6-水位显示管，7-出菌阀门，8-混合罐，9-清水罐，10-水泵，12-第二驱动搅拌轴。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，但本发明并不局限于以下技术方案。

实施例1

如图1所示，一种用于复合菌剂联合培养的发酵设备，包括发酵罐1，所述发酵罐1中设置第一驱动搅拌轴2和pH计支架3，pH计支架3上固定pH计4，pH计4的探头插入发酵罐1中液面以下，pH计4与PLC系统5连接，PLC系统5与第一驱动搅拌轴2的电机连接。发酵罐1底部连接水位显示管6和出菌阀门7。

PLC系统5设有阈值设定单元和定时单元，PLC系统5还连接蜂鸣器，阈值设定单元用于设定PH的阈值，定时单元用于控制驱动搅拌轴的搅拌速率。

发酵罐1通过管道与混合罐8连接，混合罐8与清水罐9通过管道连接，所述发酵罐1、混合罐8和清水罐9内均设有水泵10。混合罐8中设有第二驱动搅拌轴12，第二驱动搅拌轴12与PLC系统连接。

所述发酵设备的使用过程如下：

使用大型发酵设备对三种菌种(醋酸杆菌、酵母菌和乳酸菌)进行联合发酵，酵母菌是兼性厌氧菌，醋酸杆菌为异养需氧型菌，有氧条件下繁殖，无氧情况下不繁殖，有氧条件下发酵；乳酸菌为异养厌氧型，无氧条件下繁殖，有氧情况下不繁殖，无氧条件下发酵。联合培养后复合菌剂中乳酸菌的活菌量需达到10⁸CFU/mL以上，酵母菌(Pichia fermentans)的活菌量需达到10⁷CFU/mL以上，醋酸杆菌(Acetobacter peroxydans)的活菌量需达到10⁶CFU/mL以上。通过预实验，发现pH降到4以下，联合发酵成功。

首先清水罐9中的水泵入混合罐8中，并将三种菌种加入到混合罐8中，混合后泵入到发酵罐中，通过水位显示管6控制发酵罐中的液面高度，然后加入营养成分等，PLC系统设定pH阈值为4，搅拌间隔时间为30min，然后进行发酵，当pH将至4时，PLC系统控制搅拌第一驱动轴停止搅拌，蜂鸣器发出蜂鸣声音，提醒停止发酵。

Claims (6)

1.一种用于复合菌剂联合培养的发酵设备，包括发酵罐(1)，其特征在于，所述发酵罐(1)中设置第一驱动搅拌轴(2)和pH计支架(3)，pH计支架(3)上固定pH计(4)，pH计(4)的探头插入发酵罐(1)中液面以下，pH计(4)与PLC系统(5)连接，PLC系统(5)与第一驱动搅拌轴(2)的电机连接。

2.如权利要求1所述的用于复合菌剂联合培养的发酵设备，其特征在于，所述PLC系统(5)设有阈值设定单元和定时单元。

3.如权利要求1所述的用于复合菌剂联合培养的发酵设备，其特征在于，所述发酵罐(1)底部连接水位显示管(6)和出菌阀门(7)。

4.如权利要求1～3任一所述的用于复合菌剂联合培养的发酵设备，其特征在于，所述发酵罐(1)通过管道与混合罐(8)连接，混合罐(8)与清水罐(9)通过管道连接，所述发酵罐(1)、混合罐(8)和清水罐(9)内均设有水泵(10)。

5.如权利要求4所述的用于复合菌剂联合培养的发酵设备，其特征在于，所述混合罐(8)中设有第二驱动搅拌轴(12)，第二驱动搅拌轴(12)与PLC系统连接。

6.如权利要求5所述的用于复合菌剂联合培养的发酵设备，其特征在于，所述PLC系统(5)还连接蜂鸣器。