CN211771271U - 无菌发酵罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无菌发酵罐，包括发酵罐本体、换气箱、出气管，换气箱设置在发酵罐本体的顶部，出气管设置在发酵罐本体的底部，换气箱的上端设有上进气管，换气箱的下端设有下进气管，上进气管和下进气管分别贯穿换气箱并延伸至换气箱内，上进气管和下进气管之间连接有过滤管，过滤管内设有过滤组件，过滤管的一侧设有高温灭菌管，过滤管和高温灭菌管之间设有转动杆，过滤管和高温灭菌管分别通过固定架与转动杆连接，转动杆与电机的输出端固定，电机安装在换气箱的下端。本实用新型可以根据实际使用转换管道，在方便操作的同时不易相互干扰，易于保持无菌环境，且便于更换无菌空气滤芯。

Description

无菌发酵罐

技术领域

本实用新型涉及发酵技术领域，特别是涉及一种无菌发酵罐。

背景技术

发酵罐，其实就是一种生物反应器，是指为活细胞或酶提供适宜的反应环境，让它们进行细胞增殖或生产的装置系统，常用的领域主要有乳制品、酒类及生物制药等，这些领域中，一般产品的生产过程都是一个无菌、无污染的过程，因此，发酵罐采用了无菌系统，避免和防止了空气中微生物的污染，大大延长了产品的保质期和产品的纯正。

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，起发酵作用，发酵罐的组成部件包括：罐体主要用来培养发酵各种菌体，密封性要好(防止菌体被污染)，罐体当中有搅拌浆，用于发酵过程当中不停的搅拌；底部有通气的喷嘴，用来通入菌体生长所需要的空气或氧气，罐体的顶盘上有控制传感器，最常用的有pH电极和DO电极，用来监测发酵过程中发酵液pH和DO的变化；控制器用来显示和控制发酵条件，根据发酵罐的设备分为机械搅拌通风发酵罐和非机械搅拌通风发酵罐；根据微生物的生长代谢需要分为好气型发酵罐和厌气型发酵罐。

但是目前市场上的现有产品，为了保持发酵罐内的无菌环境，无论是清洗、高温蒸汽灭菌、提供空气或氧气还是冷却，大多通过不同的管道分开进行，操作极为不便，同时需要保证每根管道的气密性，无菌环境不易保持，且无菌无菌空气滤芯需要定期更换，然而现有产品中无菌无菌空气滤芯一般安装在进气管道内，安装拆卸十分不便，为技术人员的工作带来极大的不便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以根据实际使用转换管道，在方便操作的同时不易相互干扰，易于保持无菌环境，不易被污染，且能够使无菌无菌空气滤芯的更换更为简单方便的无菌发酵罐。

本实用新型一种无菌发酵罐，包括发酵罐本体、换气箱、出气管，所述换气箱设置在发酵罐本体的顶部，所述出气管设置在发酵罐本体的底部，所述换气箱的上端设有上进气管，所述换气箱的下端设有下进气管，所述上进气管和下进气管分别贯穿换气箱并延伸至所述换气箱内，所述上进气管和下进气管之间连接有过滤管，所述过滤管内设有过滤组件，所述过滤管的一侧设有高温灭菌管，所述过滤管和高温灭菌管之间设有转动杆，所述过滤管和高温灭菌管分别通过固定架与转动杆连接，所述转动杆与电机的输出端固定，所述电机安装在换气箱的下端。

优选的是，所述过滤组件与过滤管内壁之间滑动连接，所述过滤管的内壁上对称开设有避让槽，所述避让槽的槽口处设有限位卡球，所述限位卡球与避让槽内端壁之间固定连接有压缩弹簧。

在上述任一方案优选的是，所述换气箱的上下两端分别设有更换孔，所述更换孔上设有密封塞；

其中，所述更换孔分别设于所述上进气管、下进气管的一侧，所述上进气管、下进气管分别与所述更换孔之间的中心距与所述过滤管与高温灭菌管之间的中心距大小相同。

在上述任一方案优选的是，所述过滤组件包括无菌空气滤芯、固定在所述无菌空气滤芯的上下两端的悬挂环，所述悬挂环与过滤管内壁之间滑动连接。

在上述任一方案优选的是，所述无菌空气滤芯下端悬挂环的环面设有通气孔。

在上述任一方案优选的是，所述换气箱的上下两端分别设有更换孔，所述更换孔上设有密封塞；

其中，所述更换孔分别设于所述上进气管、下进气管的一侧，所述上进气管、下进气管分别与所述更换孔之间的中心距与所述过滤管与高温灭菌管之间的中心距大小相同。

在上述任一方案优选的是，所述过滤管和高温灭菌管的上下两端分别设有环形密封垫，所述环形密封垫表面涂覆有抗老化层。

在上述任一方案优选的是，所述出气管和上进气管上分别安装有止回阀。

在上述任一方案优选的是，所述发酵罐本体的底部固定连接有多个均匀分布的支撑腿。

在上述任一方案优选的是，所述发酵罐本体前端设有观察孔，所述观察孔内固定有透明玻璃窗，所述透明玻璃窗与观察孔之间填充有密封胶。

与现有技术相比，本实用新型所具有的优点和有益效果为：

1、通过电机带动转动杆转动以实现高温灭菌管和过滤管的交替使用，能够实现可以根据实际使用转换管道，在方便操作的同时不易相互干扰，易于保持无菌环境，不易被污染。灭菌时，通过采用高温灭菌管与上进气管和下进气管连接，以避免上进气管与下进气管处于不连通状态，降低高温蒸汽的通入速度，进而降低灭菌效率，甚至出现灭菌不完全的情况。通过在过滤管中设有过滤组件，以实现对通入发酵过程中所需的空气或者氧气进行过滤灭菌，维持发酵的无菌环境。

2、当更换过滤组件时，同上将过滤管与高温灭菌管互换位置后，打开密封塞，将新的过滤组件从上侧插入至过滤管内，并挤压旧的无菌空气滤芯，过滤组件在限位卡球的球面配合下，将限位卡球挤进避让槽中。此时旧的无菌空气滤芯开始下降，新的无菌空气滤芯开始取代，当旧的无菌空气滤芯取出后，限位卡球失去挤压力后再压缩弹簧的弹力下复位重新对新的无菌空气滤芯进行限位下落，完成对过滤组件的更换，更换结构简单，便于操作，方便技术人员直接在更换孔内对过滤组件进行更换，摆脱繁琐的更换操作。此外，过滤组件与过滤管内壁之间滑动连接。一方面起到更换过滤组件时的稳定性，另一方面易于与限位卡球配合。

下面结合附图对本实用新型的无菌发酵罐作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型无菌发酵罐的结构示意图；

图2为本实用新型无菌发酵罐中换气箱的内部结构示意图；

图3为图2中A处结构的放大图；

图4为本实用新型无菌发酵罐中换气箱更换无菌空气滤芯的结构示意图；

图5为本实用新型无菌发酵罐中无菌空气滤芯与悬挂环的安装结构图；

其中：1、发酵罐本体；2、支撑腿；3、出气管；4、换气箱；5、下进气管；6、上进气管；7、过滤管；8、无菌空气滤芯；9、悬挂环；10、环形密封垫；11、电机；12、转动杆；13、固定架；14、高温灭菌管；15、密封塞；16、避让槽；17、压缩弹簧；18、限位卡球。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供一种无菌发酵罐，包括发酵罐本体1、换气箱4、出气管3，换气箱4设置在发酵罐本体1的顶部，出气管3设置在发酵罐本体1的底部。其中，换气箱4为无菌发酵罐提供换气空间，起到提高系统整体密封性的作用。出气管3起到出气的作用，以保证发酵罐内部的气压平衡。

此外，发酵罐本体1上设置有人孔、压力表、进料孔、出料孔和搅拌装置，上述部件与现有技术一致，在此不再赘述，

如图2所示，换气箱4的上端设有上进气管6，换气箱4的下端设有下进气管5，上进气管6和下进气管5分别贯穿换气箱4并延伸至换气箱4内。其中，上进气管6、换气箱4和下进气管5相互配合起到进气的作用。上进气管6和下进气管5之间连接有过滤管7，过滤管7内设有过滤组件，过滤管7的一侧设有高温灭菌管14，过滤管7和高温灭菌管14之间设有转动杆12，过滤管7和高温灭菌管14分别通过固定架13与转动杆12连接，转动杆12与电机11的输出端固定，电机11安装在换气箱4的下端。

其中，电机11可采用如GV18-400-25S的立式减速电机。

灭菌时，通过电机11带动转动杆12转动180度，高温灭菌管14代替过滤管7的位置连通下进气管5和上进气管6，接着将高温蒸汽通入上进气管6中，依次经过高温灭菌管14和下进气管5进入发酵罐本体1中，进行灭菌消毒，以实现发酵罐本体1内的无菌环境。发酵时，通过电机11带动转动杆12再转动180度，使过滤管7复位并连通下进气管5和上进气管6，用以通入发酵过程中所需的空气或者氧气，并通过过滤组件进行过滤灭菌，维持发酵的无菌环境。

本实施例中，通过电机11带动转动杆12转动以实现高温灭菌管14和过滤管7的交替使用，能够实现可以根据实际使用转换管道，在方便操作的同时不易相互干扰，易于保持无菌环境，不易被污染。灭菌时，通过采用高温灭菌管14与上进气管6和下进气管5连接，以避免上进气管6与下进气管5处于不连通状态，降低高温蒸汽的通入速度，进而降低灭菌效率，甚至出现灭菌不完全的情况。通过在过滤管7中设有过滤组件，以实现对通入发酵过程中所需的空气或者氧气进行过滤灭菌，维持发酵的无菌环境。

如图2、图3、图4所示，过滤管7的内壁上对称开设有避让槽16，避让槽16设于过滤组件的下方，避让槽16的槽口处设有限位卡球18，限位卡球18与避让槽16内端壁之间固定连接有压缩弹簧17。换气箱4的上下两端分别设有更换孔，更换孔上螺纹连接有密封塞15；其中，更换孔分别设于上进气管6、下进气管5的一侧，上进气管6、下进气管5分别与更换孔之间的中心距与过滤管7与高温灭菌管14之间的中心距大小相同。

当更换过滤组件时，同上将过滤管7与高温灭菌管14互换位置后，打开密封塞15，将新的过滤组件从上侧插入至过滤管7内，并挤压旧的无菌空气滤芯8，过滤组件在限位卡球18的球面配合下，将限位卡球18挤进避让槽16中。此时旧的无菌空气滤芯8开始下降，新的无菌空气滤芯8开始取代，当旧的无菌空气滤芯8取出后，限位卡球18失去挤压力后再压缩弹簧17的弹力下复位重新对新的无菌空气滤芯8进行限位下落，完成对过滤组件的更换，更换结构简单，便于操作，方便技术人员直接在更换孔内对过滤组件进行更换，摆脱繁琐的更换操作。

此外，过滤组件与过滤管7内壁之间滑动连接。一方面起到更换过滤组件时的稳定性，另一方面易于与限位卡球18配合。

如图5所示，过滤组件包括无菌空气滤芯8、固定在无菌空气滤芯8的上下两端的悬挂环9，悬挂环9与过滤管7内壁之间滑动连接。无菌空气滤芯8起到对空气的灭菌净化作用，保持发酵过程中的无菌环境。

进一步的，无菌空气滤芯8下端悬挂环9的环面设有通气孔。该结构中，无菌空气滤芯8上端悬挂环9的环面上没有开孔，即过滤后的空气或者氧气无法从上侧逃逸，下端悬挂环9环面上的通气孔，供无菌空气滤芯8内过滤后的空气或氧气从通气孔中进入到下进气管5内。

进一步的，过滤管7和高温灭菌管14的上下两端分别设有环形密封垫10。通过环形密封垫10来提高过滤管7和高温灭菌管14连通下进气管5和上进气管6时的密封性，不易出现气体泄漏的现象。同时，环形密封垫10表面涂覆有抗老化层，延长环形密封垫10的使用寿命。

进一步的，出气管3和上进气管6上分别安装有止回阀，方便技术人员控制出气管3和上进气管6的通断，同时防止气体回流。

进一步的，换气箱4的内顶端固定有轴承，转动杆12的上端与轴承内环过盈配合，轴承内添加有润滑油。转动杆12与换气箱4之间通过设有轴承，通过轴承提高转动杆12转动的稳定性，进而提高过滤管7和高温灭菌管14互换位置连通下进气管5和上进气管6的精确性，同时减少转动杆12转动时的磨损。

进一步的，发酵罐本体1的底部固定连接有多个均匀分布的支撑腿2，提供对发酵罐本体1的稳定支撑作用。

进一步的，发酵罐本体1前端设有观察孔，观察孔内固定有透明玻璃窗，透明玻璃窗与观察孔之间填充有密封胶，方便技术人员观察发酵罐本体1内部的发酵情况，同时提高发酵罐本体1的密封性。

工作原理：使用前，技术人员先对发酵罐本体1内部进行清洗，然后通过启动电机11带动转动杆12转动180度，高温灭菌管14代替过滤管7的位置连通下进气管5和上进气管6，接着将高温蒸汽通入上进气管6中，依次经过高温灭菌管14和下进气管5进入发酵罐本体1中，进行灭菌消毒，高温蒸汽的持续通入时间为30min，蒸汽温度121℃，将压力控制在0.11MPa，并打开出气管3出气，灭菌完成时实现发酵罐本体1内的无菌环境后进行发酵，且发酵前先关闭出气管3，并通过启动电机11带动转动杆12再转动180度，过滤管7复位后重新连通下进气管5和上进气管6，用以通入发酵过程中所需的空气或者氧气，并通过无菌空气滤芯8进行过滤灭菌，维持发酵的无菌环境。

当无菌空气滤芯8使用一段时间后过滤效果下降需要更换时，同上将过滤管7与高温灭菌管14互换位置后，打开一对密封塞15，将新的无菌空气滤芯8从上侧插入至过滤管7内，并挤压旧的无菌空气滤芯8，无菌空气滤芯8上的悬挂环9在限位卡球18的球面配合下，将限位卡球18挤进避让槽16中。此时旧的无菌空气滤芯8开始下降，新的无菌空气滤芯8开始取代，当旧的无菌空气滤芯8取出后，限位卡球18失去挤压力后再压缩弹簧17的弹力下复位重新对新的无菌空气滤芯8进行限位下落，完成对无菌空气滤芯8的更换，值得注意的是，更换完毕后应移走过滤管7和高温灭菌管14，使得下进气管5和上进气管6保持非连通状态，并从上进气管6中通入高温蒸汽对换气箱4内部环境进行灭菌，保持换气箱4的无菌环境。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种无菌发酵罐，其特征在于：包括发酵罐本体、换气箱、出气管，所述换气箱设置在发酵罐本体的顶部，所述出气管设置在发酵罐本体的底部，所述换气箱的上端设有上进气管，所述换气箱的下端设有下进气管，所述上进气管和下进气管分别贯穿换气箱并延伸至所述换气箱内，所述上进气管和下进气管之间连接有过滤管，所述过滤管内设有过滤组件，所述过滤管的一侧设有高温灭菌管，所述过滤管和高温灭菌管之间设有转动杆，所述过滤管和高温灭菌管分别通过固定架与转动杆连接，所述转动杆与电机的输出端固定，所述电机安装在换气箱的下端。

2.根据权利要求1所述的无菌发酵罐，其特征在于：所述过滤组件与过滤管内壁之间滑动连接，所述过滤管的内壁上对称开设有避让槽，所述避让槽的槽口处设有限位卡球，所述限位卡球与避让槽内端壁之间固定连接有压缩弹簧。

3.根据权利要求2所述的无菌发酵罐，其特征在于：所述换气箱的上下两端分别设有更换孔，所述更换孔上设有密封塞；

其中，所述更换孔分别设于所述上进气管、下进气管的一侧，所述上进气管、下进气管分别与所述更换孔之间的中心距与所述过滤管与高温灭菌管之间的中心距大小相同。

4.根据权利要求1所述的无菌发酵罐，其特征在于：所述过滤组件包括无菌空气滤芯、固定在所述无菌空气滤芯的上下两端的悬挂环，所述悬挂环与过滤管内壁之间滑动连接。

5.根据权利要求4所述的无菌发酵罐，其特征在于：所述无菌空气滤芯下端悬挂环的环面设有通气孔。

6.根据权利要求1所述的无菌发酵罐，其特征在于：所述过滤管和高温灭菌管的上下两端分别设有环形密封垫，所述环形密封垫表面涂覆有抗老化层。

7.根据权利要求1所述的无菌发酵罐，其特征在于：所述出气管和上进气管上分别安装有止回阀。

8.根据权利要求1所述的无菌发酵罐，其特征在于：所述发酵罐本体的底部固定连接有多个均匀分布的支撑腿。

9.根据权利要求1所述的无菌发酵罐，其特征在于：所述发酵罐本体前端设有观察孔，所述观察孔内固定有透明玻璃窗，所述透明玻璃窗与观察孔之间填充有密封胶。

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