CN209854170U - 一种高稳态发酵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高稳态发酵系统，包括罐体、旋转轴、内搅拌螺旋叶、外搅拌螺旋叶、输送筒体、输送螺旋叶、电机、喷气管、供气管、单向排气阀、水浴夹套、电热管、温度探头、控制器、溶氧探头、溶氧检测仪。本实用新型具备多种混合作用，发酵罐内的发酵液物料混合效果好，混合效率大大提高，能促进发酵液物料中的溶氧及灵活控制溶氧参数，提升溶氧效率，对发酵罐内的物料能起到自动实时的全面温度控制和有效保温，保温效果好，极大的提高了发酵结果的稳定性。

Description

一种高稳态发酵系统

技术领域

本实用新型属于生物发酵技术领域，具体涉及一种高稳态发酵系统。

背景技术

在生物发酵生产中，由于发酵罐内的搅拌桨叶基本为直杆桨叶作用效果较差，在搅拌过程中，直杆桨叶对发酵液体物料的混合作用弱，发酵罐内的发酵液物料混合效果差，混合效率低，发酵液物料中的溶氧效率也较低，一般的发酵罐对于发酵过程物料的温度不能进行有效的保温，这些问题都直接影响了发酵液物料的发酵效果，使得发酵结果不稳定，需要设计一种高稳态发酵系统。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高稳态发酵系统，本实用新型具备多种混合作用，发酵罐内的发酵液物料混合效果好，混合效率大大提高，能促进发酵液物料中的溶氧及灵活控制溶氧参数，提升溶氧效率，对发酵罐内的物料能起到自动实时的全面温度控制和有效保温，保温效果好，极大的提高了发酵结果的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高稳态发酵系统，包括罐体、旋转轴、内搅拌螺旋叶、外搅拌螺旋叶、输送筒体、输送螺旋叶、电机、喷气管、供气管、单向排气阀、水浴夹套、电热管、温度探头、控制器、溶氧探头、溶氧检测仪，所述旋转轴、内搅拌螺旋叶、外搅拌螺旋叶、输送筒体、输送螺旋叶均设置在罐体的内部，所述电机设置在罐体的上方，所述输送筒体设置在罐体内的上部，输送筒体的上端封闭，旋转轴的上端通过密封轴承穿出输送筒体的上端封闭面，旋转轴的上端与电机的动力输出端连接，输送筒体的中部区段设置喷洒孔，位于输送筒体内的旋转轴上设置输送螺旋叶，所述内搅拌螺旋叶和外搅拌螺旋叶均设置在旋转轴的下端，所述内搅拌螺旋叶的螺旋直径小于外搅拌螺旋叶的螺旋直径，所述内搅拌螺旋叶的旋向和外搅拌螺旋叶的旋向相反，所述内搅拌螺旋叶的旋向和输送螺旋叶的旋向相同，所述喷气管上设置出气孔，所述喷气管设置在罐体内的底部，喷气管与供气管相连通，喷气管位于内搅拌螺旋叶和外搅拌螺旋叶的下方，所述单向排气阀设置在罐体的上部外表面，罐体的外部设置水浴夹套，水浴夹套内部设置电热管，罐体的内部分别设置温度探头和溶氧探头，所述电热管和温度探头均与控制器进行电连接，所述溶氧探头与溶氧检测仪进行电连接。

优选的，所述电机为变频电机。

优选的，所述喷气管为环状。

优选的，所述供气管上设置气管阀。

优选的，所述气管阀为球阀。

优选的，所述电热管为螺旋状。

优选的，还包括排液管和排液阀，所述排液阀设置在排液管上，排液管设置在罐体的底部外表面，排液管与罐体相通。

本实用新型的有益效果是：本实用新型具备多种混合作用，发酵罐内的发酵液物料混合效果好，混合效率大大提高，能促进发酵液物料中的溶氧及灵活控制溶氧参数，提升溶氧效率，对发酵罐内的物料能起到自动实时的全面温度控制和有效保温，保温效果好，极大的提高了发酵结果的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中A-A剖视结构示意图。

图3为图1中B-B剖视结构示意图。

图4为本实用新型中旋转轴、输送筒体、输送螺旋叶、电机装配后的正视图。

图5为图4的结构示意图。

图6为图4在使用过程中喷洒液体的状态示意图。

图7为本实用新型中喷气管、供气管、气管阀装配状态示意图。

图中标记：1-罐体、2-旋转轴、3-内搅拌螺旋叶、4-外搅拌螺旋叶、5-输送筒体、6-输送螺旋叶、7-电机、8-喷气管、9-供气管、10-气管阀、11-单向排气阀、12-水浴夹套、13-电热管、14-温度探头、15-控制器、16-溶氧探头、17-溶氧检测仪、18-投料口、19-排液管、20-排液阀、21-喷洒孔、22-发酵液。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图7，本实用新型提供一种技术方案：

一种高稳态发酵系统，包括罐体1、旋转轴2、内搅拌螺旋叶3、外搅拌螺旋叶4、输送筒体5、输送螺旋叶6、电机7、喷气管8、供气管9、单向排气阀11、水浴夹套12、电热管13、温度探头14、控制器15、溶氧探头16、溶氧检测仪17，所述旋转轴2、内搅拌螺旋叶3、外搅拌螺旋叶4、输送筒体5、输送螺旋叶6均设置在罐体1的内部，所述电机7设置在罐体1的上方，所述输送筒体5设置在罐体1内的上部，输送筒体5的上端封闭，旋转轴2的上端通过密封轴承穿出输送筒体5的上端封闭面，旋转轴2的上端与电机7的动力输出端连接，输送筒体5的中部区段设置喷洒孔21，位于输送筒体5内的旋转轴2上设置输送螺旋叶6，所述内搅拌螺旋叶3和外搅拌螺旋叶4均设置在旋转轴2的下端，所述内搅拌螺旋叶3的螺旋直径小于外搅拌螺旋叶4的螺旋直径，所述内搅拌螺旋叶3的旋向和外搅拌螺旋叶4的旋向相反，所述内搅拌螺旋叶3的旋向和输送螺旋叶6的旋向相同，所述喷气管8上设置出气孔，所述喷气管8设置在罐体1内的底部，喷气管8与供气管9相连通，喷气管8位于内搅拌螺旋叶3和外搅拌螺旋叶4的下方，所述单向排气阀11设置在罐体1的上部外表面，罐体1的外部设置水浴夹套12，水浴夹套12内部设置电热管13，罐体1的内部分别设置温度探头14和溶氧探头16，所述电热管13和温度探头14均与控制器15进行电连接，所述溶氧探头16与溶氧检测仪17进行电连接。

优选的，所述电机7为变频电机。

优选的，所述喷气管8为环状。

优选的，所述供气管9上设置气管阀10。

优选的，所述气管阀10为球阀。

优选的，所述电热管13为螺旋状。

优选的，还包括排液管19和排液阀20，所述排液阀20设置在排液管19上，排液管19设置在罐体1的底部外表面，排液管19与罐体1相通。

输送筒体5为圆筒状，位于输送筒体5内的旋转轴2上设置输送螺旋叶6，输送筒体5的上端封闭，旋转轴2的上端通过密封轴承穿出输送筒体5的上端封闭面，旋转轴2的上端与电机7的动力输出端连接，上述电机7、输送筒体5、旋转轴2、输送螺旋叶6装配后的结构如同螺旋输送机设置电机的一端的一部分。输送筒体5的中部区段设置了足够多的喷洒孔21，如同螺旋输送机的输送筒壁上设置了足够多的喷洒孔21。

旋转轴2随电机7的运行而旋转，内搅拌螺旋叶3、外搅拌螺旋叶4、输送螺旋叶6均进行同步旋转。

本实用新型的罐体1为发酵罐领域常用的发酵罐，具备通用发酵罐的所有相应功能和内部结构及附属配件设施。

本实用新型的使用操作方法：

发酵液物料从投料口18中导入罐体1后，关闭投料口18。

启动电机7，使电机7的转动方向是使输送螺旋叶6向上输送物料的方向。

将水浴夹套12内加满水，使水浴夹套12内的水面漫过电热管13，电热管13呈螺旋状设置在水浴夹套12内，加热面积更大，水浴夹套12内的水体受热更均匀，能提高水浴夹套12对罐体1内物料的保温效果。

根据发酵液物料所需的发酵温度需要，在控制器15上设定罐体1内发酵液物料的保温温度值，控制器15为常见通用的温度控制器仪表。

温度探头14能实时监测罐体1内液体物料的料温，并将实时监测的温度信号反馈给控制器15，当罐体1内液体物料的料温低于设定值时，控制器15启动电热管13加热，通过水浴夹套12对罐体1内液体物料进行均匀全面的加热，直至温度探头14实时监测到罐体1内液体物料的料温等于设定值时，控制器15控制电热管13停止加热，起到自动实时的全面温度控制和有效保温，保温效果好。

因内搅拌螺旋叶3的螺旋直径小于外搅拌螺旋叶4的螺旋直径，内搅拌螺旋叶3的旋向和外搅拌螺旋叶4的旋向相反，内搅拌螺旋叶3的旋向和输送螺旋叶6的旋向相同，旋转中的内搅拌螺旋叶3和外搅拌螺旋叶4能对溶液进行混合加剪切的叠加作用，内搅拌螺旋叶3使罐体1内中心区域的液体螺旋旋转向上运动，外搅拌螺旋叶4使罐体1内外圈区域的液体螺旋旋转向下运动，液体混合、对流、冲击激烈，混合均匀。

输送筒体5的下部浸入发酵液22中，向上输送物料旋转状态的输送螺旋叶6将输送筒体5内的液体向上输送，受输送筒体5内输送螺旋叶6的推送，被输送到设置喷洒孔21区域位置的液体将从输送筒体5四周的喷洒孔21中喷洒出来，再落回罐体1内的发酵液22的液面上，输送筒体5和输送螺旋叶6的作用使得液体被进一步混合、抛洒，高效的促进了发酵液22的快速混合和高效混合。

从喷洒孔21中喷洒出来的液体在落下的过程中与氧气的接触面积增大，也起到了增加溶氧的作用。

供气管9与洁净无菌氧气供应装置的出气口连接，如供气管9与无菌氧气储罐连接。发酵过程中，打开气管阀10，洁净无菌氧气从供气管9中进入喷气管8内，喷气管8的出气孔中喷出洁净无菌氧气到罐体1内的发酵液22中，喷气管8采用环状设置，喷气管8在罐体1内喷气更加均匀。

溶氧探头16实时监测罐体1内液体物料的溶氧情况，并将实时监测的数据信号反馈给溶氧检测仪17，使用者可以监控溶氧检测仪17上测得的溶氧数据，如果发现罐体1内液体物料的溶氧需要升高，可开大气管阀10的开度。当发现罐体1内液体物料的溶氧开始超过参数要求，此时可以适应性的关小气管阀10的开度，匹配生产参数控制的需要。通过溶氧探头16和溶氧检测仪17的辅助，可以方便的判断罐体1内液体物料的溶氧情况，以便灵活调节喷气管8的喷气量，高效促进溶氧也灵活控制溶氧参数，改善发酵结果的稳定性。

罐体1内的废气从单向排气阀11排出，罐体1外的空气不能通过单向排气阀11进入罐体1内。

电机7为变频电机，可根据实际生产的搅拌速度需要进行灵活调节电机7的转速，改变旋转轴2的转速，提高混合的效率。

发酵完成后，可以打开排液阀20，能方便的通过罐体1下部的排液管19将发酵液22从罐体1内排放出来，排放速度快，排放干净。

Claims (7)

1.一种高稳态发酵系统，其特征在于：包括罐体、旋转轴、内搅拌螺旋叶、外搅拌螺旋叶、输送筒体、输送螺旋叶、电机、喷气管、供气管、单向排气阀、水浴夹套、电热管、温度探头、控制器、溶氧探头、溶氧检测仪，所述旋转轴、内搅拌螺旋叶、外搅拌螺旋叶、输送筒体、输送螺旋叶均设置在罐体的内部，所述电机设置在罐体的上方，所述输送筒体设置在罐体内的上部，输送筒体的上端封闭，旋转轴的上端通过密封轴承穿出输送筒体的上端封闭面，旋转轴的上端与电机的动力输出端连接，输送筒体的中部区段设置喷洒孔，位于输送筒体内的旋转轴上设置输送螺旋叶，所述内搅拌螺旋叶和外搅拌螺旋叶均设置在旋转轴的下端，所述内搅拌螺旋叶的螺旋直径小于外搅拌螺旋叶的螺旋直径，所述内搅拌螺旋叶的旋向和外搅拌螺旋叶的旋向相反，所述内搅拌螺旋叶的旋向和输送螺旋叶的旋向相同，所述喷气管上设置出气孔，所述喷气管设置在罐体内的底部，喷气管与供气管相连通，喷气管位于内搅拌螺旋叶和外搅拌螺旋叶的下方，所述单向排气阀设置在罐体的上部外表面，罐体的外部设置水浴夹套，水浴夹套内部设置电热管，罐体的内部分别设置温度探头和溶氧探头，所述电热管和温度探头均与控制器进行电连接，所述溶氧探头与溶氧检测仪进行电连接。

2.根据权利要求1所述的一种高稳态发酵系统，其特征在于：所述电机为变频电机。

3.根据权利要求1所述的一种高稳态发酵系统，其特征在于：所述喷气管为环状。

4.根据权利要求1所述的一种高稳态发酵系统，其特征在于：所述供气管上设置气管阀。

5.根据权利要求4所述的一种高稳态发酵系统，其特征在于：所述气管阀为球阀。

6.根据权利要求1所述的一种高稳态发酵系统，其特征在于：所述电热管为螺旋状。

7.根据权利要求1所述的一种高稳态发酵系统，其特征在于：还包括排液管和排液阀，所述排液阀设置在排液管上，排液管设置在罐体的底部外表面，排液管与罐体相通。