CN209508272U - 一种絮凝菌的高密度培养及收集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种絮凝菌的高密度培养及收集装置，包括轴向竖直设置的发酵罐，所述发酵罐内部中心处安装有搅拌轴，该搅拌轴与发酵罐中心轴重合，所述搅拌轴外侧的竖直方向均匀分布有四组搅拌桨，所述发酵罐内壁安装有冷却排管，所述发酵罐内侧底部安装有曝气装置，所述发酵罐外接有分离装置，该分离装置通过输送管与所述发酵罐连通；所述发酵罐顶部设置有驱动所述搅拌轴的动力结构。有益效果在于：通过冷却排管、曝气装置、搅拌装置和分离装置的配合，分别对发酵罐内部的温度、氧含量、菌体的分散度和发酵产物的分离进行控制调节，有利于发酵罐内部絮凝菌群的高密度培养，提高絮凝剂的产量。
Description
技术领域
本实用新型涉及微生物发酵技术领域，具体涉及一种絮凝菌的高密度培养及收集装置。
背景技术
絮凝菌的培养需要在发酵罐中进行，现有的发酵罐存在以下两方面问题：1、由于没有稳定的温控设备，在发酵过程中不能对罐内温度进行调节，在发酵过程中，罐内温度过高，影响微生物的生长；2、现有的发酵罐内部生长环境不稳定，絮凝菌的生长代谢缓慢，难以进行高密度的絮凝菌培养，导致絮凝剂产量较低。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种絮凝菌的高密度培养及收集装置，本实用新型提供的诸多技术方案中优选的技术方案具有：能够通过对发酵罐内部环境的精确控制，促进絮凝菌的生长代谢，可提高絮凝菌的培养密度，提高絮凝剂的产量等技术效果，详见下文阐述。
为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
本实用新型提供的一种絮凝菌的高密度培养及收集装置，包括轴向竖直设置的发酵罐，所述发酵罐内部中心处安装有搅拌轴，该搅拌轴与发酵罐中心轴重合，所述搅拌轴外侧的竖直方向均匀分布有四组搅拌桨，所述发酵罐内壁安装有冷却排管，所述发酵罐内侧底部安装有曝气装置，所述发酵罐外接有分离装置，该分离装置通过输送管与所述发酵罐连通；
所述发酵罐顶部设置有驱动所述搅拌轴的动力结构；
所述冷却排管有两根端部平齐的冷却管并联组成，且所述冷却排管均匀分布在所述发酵罐内壁上，且两根冷却管的进出水方向相反，两根冷却管的进出水口均贯穿出发酵罐外。
作为优选，所述搅拌轴采用双螺纹表面，且螺纹方向为向下螺旋状。
作为优选，所述搅拌轴为中空结构，且内部安装有ATP生物传感器。
作为优选，所述动力结构为电机架配合电动机，且电机架底部固定在所述发酵罐顶部。
作为优选，四个所述搅拌桨自上而下依次为向下平直设置的平直叶片、旋转叶片、线状搅拌桨和向下涡轮搅拌叶片。
作为优选，所述曝气装置安装于所述发酵罐底部中间，该曝气装置上安装有防液体导流装置的微纳米气泡喷头，且该喷头上的气孔呈中心向外辐射状排列。
作为优选，所述分离装置包括分离罐和两层中空纤维膜，两层中空纤维膜边缘均卡接固定在所述分离罐内部，且上层的中空纤维膜孔径为0.22μm，下层中空纤维膜孔径为0.11μm。
综上，本实用新型的有益效果在于：通过冷却排管、曝气装置、搅拌装置和分离装置的配合，分别对发酵罐内部的温度、氧含量、菌体的分散度和发酵产物的分离进行控制调节，有利于发酵罐内部絮凝菌群的高密度培养，提高絮凝剂的产量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型冷却排管的结构示意图；
图3是本实用新型搅拌轴和搅拌桨的结构示意图；
图4是本实用新型曝气装置的结构示意图；
图5是本实用新型分离装置的结构示意图。
附图标记说明如下：
1、发酵罐；2、冷却排管；3、搅拌轴；4、搅拌桨；5、曝气装置；6、分离装置。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
参见图1-图5所示，本实用新型提供了一种絮凝菌的高密度培养及收集装置，包括轴向竖直设置的发酵罐1，发酵罐1内部中心处安装有搅拌轴3，该搅拌轴3与发酵罐1中心轴重合，搅拌轴3外侧的竖直方向均匀分布有四组搅拌桨4，搅拌桨4套在搅拌轴3外侧且通过螺栓固定，发酵罐1内壁安装有冷却排管2，发酵罐1内侧底部安装有曝气装置5，发酵罐1外接有分离装置6，该分离装置6通过输送管与发酵罐1连通；
发酵罐1顶部设置有驱动搅拌轴3的动力结构；
冷却排管2有两根端部平齐的冷却管并联组成，且冷却排管2均匀分布在发酵罐1内壁上，且两根冷却管的进出水方向相反，两根冷却管的进出水口均贯穿出发酵罐1外，采用此种方式分布的冷却管，与传统的夹套冷却方式单次循环相比，可快速降低发酵罐1内部温度，且提高发酵罐1内部温度的均匀度，同时节约水耗13％以上，降低生产成本。
作为可选的实施方式，搅拌轴3采用双螺纹表面，且螺纹方向为向下螺旋状，下螺旋状的搅拌轴3螺纹可降低发酵液的液面，有利于整个发酵过程的顺利进行；
搅拌轴3为中空结构，且内部安装有ATP生物传感器，ATP生物传感器可对发酵罐1内部的絮凝菌浓度进行实时监测，以便于通过改变外部温度和氧浓度控制发酵罐1内部的菌体数量；
动力结构为电机架配合电动机，且电机架底部固定在发酵罐1顶部，电机架上设置有通过联轴器连接搅拌轴3的转动杆，且转动杆端部设置有通过皮带连接电动机的皮带轮；
四个搅拌桨4自上而下依次为向下平直设置的平直叶片、旋转叶片、线状搅拌桨和向下涡轮搅拌叶片，平直叶片和旋转叶片可以平稳因搅拌涡旋激起的发酵液面；线状搅拌桨一方面有利于搅拌产生的气泡的扩散，增加发酵罐1下层发酵液的溶氧，另一方面减少了剪切力，有利于絮凝菌菌体的分散，有利于絮凝菌的繁殖；涡轮搅拌叶片距离发酵罐1底部5cm，起剪切作用以控制气体的分散，还可以避免菌体在发酵罐1底部沉积；通过设置四组搅拌桨4，可有效控制企业刘东昌，提高传质系数，减少搅拌的功率消耗，并且可减少剪切作用，增加絮凝菌培养效率，且通过搅拌可提高培养液温度的均匀性；
曝气装置5安装于发酵罐1底部中间，且外接有贯穿发酵罐1的输氧管，该曝气装置5上安装有防液体导流装置的微纳米气泡喷头，且该喷头上的气孔呈中心向外辐射状排列，如此设置，可通过气泡上浮膨胀做功带动发酵液上下循环，且增加了培养液的溶解氧，溶氧率可达6％，便于发酵过程的开展；
分离装置6包括分离罐和两层中空纤维膜，两层中空纤维膜边缘均卡接固定在分离罐内部，且上层的中空纤维膜孔径为0.22μm，下层中空纤维膜孔径为0.11μm，分离罐底层用于收集过滤后的清液，无需借助外部分离设备进行过滤，安全无污染；
采用上述结构培养的絮凝菌浓度可达1010CFU/mL，且絮凝菌菌体的絮凝率达65％，清液的絮凝率达50％，发酵液的絮凝率可达到90％以上，充分利用絮凝菌的整体资源，提高絮凝剂的产率。
通过冷却排管2、曝气装置5、搅拌装置和分离装置6的配合，分别对发酵罐1内部的温度、氧含量、菌体的分散度和发酵产物的分离进行控制调节，有利于发酵罐1内部絮凝菌群的高密度培养，提高絮凝剂的产量。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种絮凝菌的高密度培养及收集装置，包括轴向竖直设置的发酵罐(1)，所述发酵罐(1)内部中心处安装有搅拌轴(3)，该搅拌轴(3)与发酵罐(1)中心轴重合，所述搅拌轴(3)外侧的竖直方向均匀分布有四组搅拌桨(4)，所述发酵罐(1)内壁安装有冷却排管(2)，所述发酵罐(1)内侧底部安装有曝气装置(5)，所述发酵罐(1)外接有分离装置(6)，该分离装置(6)通过输送管与所述发酵罐(1)连通；
所述发酵罐(1)顶部设置有驱动所述搅拌轴(3)的动力结构；
所述冷却排管(2)有两根端部平齐的冷却管并联组成，且所述冷却排管(2)均匀分布在所述发酵罐(1)内壁上，且两根冷却管的进出水方向相反，两根冷却管的进出水口均贯穿出发酵罐(1)外。
2.根据权利要求1所述一种絮凝菌的高密度培养及收集装置，其特征在于：所述搅拌轴(3)采用双螺纹表面，且螺纹方向为向下螺旋状。
3.根据权利要求1所述一种絮凝菌的高密度培养及收集装置，其特征在于：所述搅拌轴(3)为中空结构，且内部安装有ATP生物传感器。
4.根据权利要求1所述一种絮凝菌的高密度培养及收集装置，其特征在于：所述动力结构为电机架配合电动机，且电机架底部固定在所述发酵罐(1)顶部。
5.根据权利要求1所述一种絮凝菌的高密度培养及收集装置，其特征在于：四个所述搅拌桨(4)自上而下依次为向下平直设置的平直叶片、旋转叶片、线状搅拌桨和向下涡轮搅拌叶片。
6.根据权利要求1所述一种絮凝菌的高密度培养及收集装置，其特征在于：所述曝气装置(5)安装于所述发酵罐(1)底部中间，该曝气装置(5)上安装有防液体导流装置的微纳米气泡喷头，且该喷头上的气孔呈中心向外辐射状排列。
7.根据权利要求1所述一种絮凝菌的高密度培养及收集装置，其特征在于：所述分离装置(6)包括分离罐和两层中空纤维膜，两层中空纤维膜边缘均卡接固定在所述分离罐内部，且上层的中空纤维膜孔径为0.22μm，下层中空纤维膜孔径为0.11μm。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112316476A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 中盐昆山有限公司 | 一种冷析结晶器 |
| CN116144459A (zh) * | 2020-11-17 | 2023-05-23 | 卢文秀 | 一种发酵培养微生物的方法及其应用 |
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