CN212247018U - 一种固态发酵罐的气动搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种固态发酵罐的气动搅拌装置，属于气体导入式搅拌技术领域，它包括：罐体，罐体上设有进气口和出气口，且罐体上还设有进料口；卸荷阀，卸荷阀设置于内罐体的出气口处，用于泄压；气源，气源通过进气管与进气口连通，气源能够向罐体内输送脉冲式气体。通过对微生物发酵罐内充入脉冲式气体气体内压力保压，然后再骤然泄压，颗粒间因压力增大挤压之后会因突然减压而膨胀，对固体颗粒起松动作用，同时因为气体无孔不入的原因，所以，脉冲式的气压能够加大反应颗粒之间的对流扩散，提高菌体与颗粒之间的接触均匀性。

Description

一种固态发酵罐的气动搅拌装置

技术领域

本实用新型涉及气体导入式搅拌技术领域，尤其涉及一种固态发酵罐的气动搅拌装置。

背景技术

目前的固态发酵罐的搅拌主要是利用机械搅拌的方式，这种机械搅拌的方式主要是为了颗粒混合，加快颗粒与气相分子之间的接触频率，但是这种机械搅拌的方式往往是利用电机带动搅拌轴在反应罐的水平面内进行搅拌，这种电机带动搅拌的方式一般搅拌速度较快，致使菌丝体断裂，翻动引起的剪切力对菌体往往会有伤害，同时，机械翻动更为严重的还是容易导致培养基结团，一旦结团，因为，无论是固态培养基还是液态培养基周围都要有足够的水分来供应生物细胞之间进行物质交换，所以，微生物内的培养基不会像很干松的大颗粒一样在机械搅拌的作用下不受影响，一旦培养基结团，就会大大降低菌体供氧的均匀性，这严重影响微生物的发酵反应。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

实用新型内容

本申请是为了解决现有微生物固态发酵罐一般采用机械搅拌来加速反应颗粒之间以及颗粒与气相分子之间的接触频率从而导致菌体断裂和培养基结团的问题，故而，本申请提供一种固态发酵罐的气动搅拌装置，其具体为：

一种固态发酵罐的气动搅拌装置，包括：

罐体，罐体上设有进气口和出气口，且罐体上还设有进料口；

卸荷阀，卸荷阀设置于罐体的出气口处，用于泄压；

气源，气源通过进气管与进气口连通，气源能够向罐体内输送脉冲式气体。

优选的，罐体底部设有一横板，横板将罐体的内腔分隔为上腔和下腔，下腔与进气管连通，横板上设有防水透气膜。

优选的，防水透气膜设置多个，多个防水透气膜均匀间隔设置于横板。

优选的，上述气源为脉冲气泵。

进一步优选的，还包括：

底座；

弹性件，弹性件设置于罐体底端与底座之间；

间歇驱动单元，间歇驱动单元带动罐体相对底座间歇升降。

优选的，还包括：

若干导向杆，导向杆竖向设置于底座上表面；

罐体侧壁上还设有与导向杆配合的凸耳，凸耳上竖向设有导向孔，导向杆穿过导向孔并能够沿导向孔的轴向移动。

优选的，导向杆和凸耳设置为偶数个，且偶数个导向杆和凸耳沿罐体的中轴线对称设置。

优选的，底座在竖向平面内的截面为U形结构。

在一个实施例中，间歇驱动单元包括：

导轮，导轮设置于罐体；

凸轮机构，凸轮机构用于传递动力；

驱动件，驱动件带动凸轮机构转动进而带动导轮转动同时沿导轮径向直线移动。

优选的，还包括一超声波振动器。

本实用新型通过对微生物发酵罐内充入脉冲式气体气体内压力保压，然后再骤然泄压，颗粒间因压力增大挤压之后会因突然减压而膨胀，对固体颗粒起松动作用，同时因为气体无孔不入的原因，所以，脉冲式的气压能够加大反应颗粒之间的对流扩散，提高菌体与颗粒之间的接触均匀性；同时还能避免因机械搅拌导致培养基的结团进而加剧菌体分子与颗粒之间的不均匀性。另外，本申请还通过将整体微生物反应罐从外部实现上下振动来进一步提高搅拌的效果，有利于加快反应速率。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的左视图；

图中，1、底座，2、弹簧，3、导向杆，4、凸耳，5、罐体，6、盖体，7、进料口，8、间歇驱动单元，801、导轮，802、凸轮，803、电机，804、安装架，9、卸荷阀，10、出气口，11、防水透气膜，12、横板，13、进气口，14、脉冲气泵，15、进气管。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式并结合附图，对本实用新型进行详细阐述。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-2所示，一种固态发酵罐的气动搅拌装置，包括罐体5、卸荷阀9 和气源。在罐体5的下端设有进气口13，罐体5的上端设有出气口10，卸荷阀9设置在出气口10处，这里的卸荷阀9是采用现有的泄压阀来实现的，泄压阀的结构已为现有成熟的技术，在此不多加说明；同时在罐体5上端还设有一可打开的盖体6，在盖体6上设有进料口7，微生物培养基物料是从该进料口7 处进入，盖体6与罐体5之间设有密封垫以避免气体从该连接处泄漏，气源通过进气管15与进气口13连通，气源能够向罐体5内输送脉冲气体，该气源可以采用脉冲气泵14实现，通过向罐体5内输送脉冲气体，并且通过卸荷阀9 瞬间泄压来颗粒间因压力增大挤压之后会因突然减压而膨胀，对固体颗粒起松动作用，同时因为气体无孔不入的原因，所以，脉冲式的气压能够加大反应颗粒之间的对流扩散，提高菌体与颗粒之间的接触均匀性。

进一步的，为了提高脉冲气体在罐体5底部进入的均匀效果，在罐体5底部设有一横板12，横板12将罐体5的内腔分隔为上腔和下腔，上腔用于放置培养基下腔用于供气，所以下腔与进气管15连通，横板12上设有防水透气膜 11，防水透气膜11能够将气体进入培养基内，但又能阻挡上腔内的培养基掉入下腔，在脉冲气体不断进入上腔内从而使得上腔内的压力不断增大，达到一定压力后，使得反应颗粒分子与菌体分子之间挤压，卸荷阀9骤然排气、减压，使得反应颗粒分子与菌体分子膨胀，松动了反应颗粒，保证供氧的充足，同时有利于菌体的生长，扩大了菌体繁殖的空间。

进一步的，防水透气膜11设置多个，多个防水透气膜11均匀间隔设置于横板12，多个防水透气膜11能够在整个横板12的底部均匀进气，有利于反应颗粒与菌体接触均匀。

进一步的，为了进一步加强发酵罐内的微生物搅拌的均匀性，将上述罐体 5设置在一个底座1内，在底座1的底部设有一通气孔，进气管15连接在进气口13与通气孔之间，此时的进气管13为波纹管，在底座1与罐体5之间设有弹性件，该弹性件可为弹簧2或橡胶垫，在本实施例中是采用弹簧2来实现的，弹簧2价格低，防变形能力强，能够满足使用要求，弹簧2的上端通过上挡盘焊接在罐体5的底端，弹簧2的下端通过下挡盘焊接在底座1的内侧的底部，另外，在底座1上还设有一间歇驱动单元8，间歇驱动单元8带动罐体5通过压缩弹簧2变形上下移动，同时在移动时，波纹管结构的进气管15通过自身收缩和释放来适应罐体5的移动，通过将罐体5设置上下移动来增大罐体5内反应颗粒和菌体之间的翻动，加速反应颗粒与气体分子之间的接触面积和接触频率。

进一步的，基于上述罐体5可上下移动的基础上，为了提高罐体5上下移动的稳定，保持罐体5在移动时，不发生向一侧倾倒，在上述罐体5的侧壁上还焊接有多个凸耳4，多个凸耳4沿罐体5的周向间隔均匀设置，多个凸耳4 分别与多个设置在底座1上的导向杆3对应设置，凸耳4上竖向设有导向孔，导向杆3穿过导向孔沿导向孔的轴向上下移动，起到导向作用。

进一步的，为了使得罐体5作用在导向杆3上的作用力尽量在导向孔的轴向方向，将导向杆3和凸耳4设置为偶数个，且偶数个导向杆3和凸耳4沿罐体5的中轴线对称设置，这样能够尽量保证罐体5在竖直方向移动，不会在导向孔的径向方向上发生侧倾。

进一步的，为了提高罐体5在底座1内的稳定性，上述底座1在竖向平面内的截面为U形结构，罐体5底端能够伸入底座1的空腔内，底座1的侧壁能够提高发酵罐的稳固效果。

在本实施例中，上述间歇驱动单元8包括导轮801、凸轮机构和驱动件，对于凸轮机构已是本领域公知技术，具体结构不在此详述，不过，凸轮机构的凸轮轴是与驱动件连接的，驱动件可采用电机803或马达来驱动，同时电机803 和凸轮802通过安装架804安装在底座1上，导轮801与凸轮机构中的凸轮802 接触，导轮801通过固定架固定在罐体1的盖体6的上端，电机803带动凸轮 802转动的同时带动导轮801转动，同时导轮801还沿其径向上下移动，最终驱使罐体5上下移动。

进一步的，还包括一超声波振动器16，该超声波振动器16设置在罐体5 的外壁上，超声波振动器16能够加速培养基内的反应颗粒运动，提高反应颗粒之间的松动效果，有利于气体通过，提高供氧均匀性。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种固态发酵罐的气动搅拌装置，其特征在于，包括：

罐体，所述罐体上设有进气口和出气口，且所述罐体上还设有进料口；

卸荷阀，所述卸荷阀设置于所述罐体的出气口处，用于泄压；

气源，所述气源通过进气管与所述进气口连通，所述气源能够向所述罐体内输送脉冲式气体。

2.根据权利要求1所述的一种固态发酵罐的气动搅拌装置，其特征在于，所述罐体底部设有一横板，所述横板将所述罐体的内腔分隔为上腔和下腔，所述下腔与所述进气管连通，所述横板上设有防水透气膜。

3.根据权利要求2所述的一种固态发酵罐的气动搅拌装置，其特征在于，所述防水透气膜设置多个，多个所述防水透气膜均匀间隔设置于所述横板。

4.根据权利要求1所述的一种固态发酵罐的气动搅拌装置，其特征在于，所述气源为脉冲气泵。

5.根据权利要求1所述的一种固态发酵罐的气动搅拌装置，其特征在于，还包括：

底座；

弹性件，所述弹性件设置于所述罐体底端与所述底座之间；

间歇驱动单元，所述间歇驱动单元带动所述罐体相对所述底座间歇升降。

6.根据权利要求5所述的一种固态发酵罐的气动搅拌装置，其特征在于，还包括：

若干导向杆，所述导向杆竖向设置于所述底座上表面；

所述罐体侧壁上还设有与所述导向杆配合的凸耳，所述凸耳上竖向设有导向孔，所述导向杆穿过所述导向孔并能够沿导向孔的轴向移动。

7.根据权利要求6所述的一种固态发酵罐的气动搅拌装置，其特征在于，所述导向杆和所述凸耳设置为偶数个，且偶数个所述导向杆和所述凸耳沿所述罐体的中轴线对称设置。

8.根据权利要求5所述的一种固态发酵罐的气动搅拌装置，其特征在于，所述底座在竖向平面内的截面为U形结构。

9.根据权利要求5所述的一种固态发酵罐的气动搅拌装置，其特征在于，所述间歇驱动单元包括：

导轮，所述导轮设置于所述罐体；

凸轮机构，所述凸轮机构用于传递动力；

驱动件，所述驱动件带动所述凸轮机构转动进而带动所述导轮转动同时沿所述导轮径向直线移动。

10.根据权利要求1所述的一种固态发酵罐的气动搅拌装置，其特征在于，还包括一超声波振动器。

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