一種芽孢桿菌發酵裝置的製作方法

2023-08-07 00:31:26 2

本實用新型涉及一種芽孢桿菌發酵裝置，屬於微生物發酵技術領域。

背景技術：

芽孢桿菌是一群好氧或兼性厭氧、產芽孢的G+桿菌的總稱，芽孢桿菌發酵時，從發酵罐底部通入大量無菌空氣，再加上微生物繁殖過程中產生的大量氣體以及發酵液中的糖、蛋白質等物質的存在，會使培養過程中產生大量泡沫，這些泡沫如不能及時消除，會影響菌種的正常生長、甚至會冒頂造成染菌。

芽孢桿菌發酵必須保證合適的氧溶量，一般通過通氧和攪拌來實現，攪拌存在死角，發酵罐較大時，底部的溶氧量無法保證。芽孢桿菌發酵還必須保持合適的溫度，傳統的溫度控制方法一般是在發酵罐內安裝電加熱裝置，升溫，這種方式容易局部過熱殺死芽孢桿菌，採用冷卻套來冷卻，在內罐的外壁上安裝冷卻盤管來降溫冷卻，這種冷卻方式冷卻時由外而內，導致發酵罐內存在溫度梯度。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種芽孢桿菌發酵裝置，它可以在發酵過程中消除泡沫，並且保證溶氧量，冷卻效率高，發酵罐內溫度環境均勻。

本實用新型通過下述技術方案來實現。一種芽孢桿菌發酵裝置，包括內罐、外罐、攪拌器、循環泵，內罐與外罐之間形成冷卻腔夾層，內罐內安裝攪拌器，攪拌器由攪拌槳和攪拌軸構成，攪拌槳包括均勻固定在攪拌軸上的第一槳葉、第二槳葉、第三槳葉、第四槳葉、第五槳葉、第六槳葉，所述攪拌軸和攪拌槳內均設有水循環通道，所述內罐底部連接卸料管，卸料管設有卸料閥，卸料管連接循環管，循環管安裝有循環閥，循環管連接循環泵，循環泵的出口管通向內罐頂部，在內罐頂部安裝過濾網罩，循環泵的出口管通向過濾網罩隔成的過濾室。

進一步優選，攪拌軸為中空的，內部通過隔板分成一個進水通道和一個回水通道。

進一步優選，水循環路徑為：從攪拌軸的進水通道進入，流經第一槳葉的進水通道，從第一槳葉的回水通道回流至攪拌軸，然後流經第二槳葉，再回流至攪拌軸，然後流經第三槳葉，再回流至攪拌軸，然後流經第四槳葉，再回流至攪拌軸，然後流經第五槳葉，在回流至攪拌軸，然後流經第六槳葉，再回流至攪拌軸，自攪拌軸的回水通道留出。

進一步優選，所述攪拌軸的進水通道連接一個三通閥，三通閥連接一個熱水管和一個冷水管，所述內罐內安裝溫度傳感器。

所述冷卻腔夾層的底部設有冷卻介質入口，頂部設有冷卻介質出口。

所述攪拌軸上安裝第一齒輪，攪拌電機的輸出軸上安裝第二齒輪，第一齒輪與第二齒輪嚙合。

在攪拌軸上固定安裝破泡杆，破泡杆上均勻分布破泡針。所述破泡杆與液面齊平。

包括取樣器，取樣器包括一個三通管，三通管的第一支管連通內罐底部並安裝第一取樣器閥門，三通管的第二支管連通蒸汽管並安裝第二取樣器閥門，三通管的第三支管連通接樣器並安裝第三取樣器閥門。

本實用新型的技術效果：冷卻效率高，溫度均勻，攪拌器可用作冷卻和加熱部件，加熱、冷卻均勻，不會傷害芽孢桿菌，並且可消除泡沫，保證溶氧量，不存在攪拌死角，適於好氧型芽孢桿菌繁殖。

附圖說明

圖1是實施例1的示意圖。

圖2是攪拌軸示意圖。

圖3是水循環路徑示意圖。

圖4是取樣器示意圖。

具體實施方式

為了便於理解，下面結合附圖和實施例進一步詳細闡明本實用新型。

如圖1所示，一種芽孢桿菌發酵裝置，包括內罐1、外罐2、攪拌器5、循環泵4，內罐1與外罐2之間形成冷卻腔夾層，所述冷卻腔夾層的底部設有冷卻介質入口124，頂部設有冷卻介質出口128。內罐1內安裝攪拌器5，攪拌器5 由攪拌槳和攪拌軸51構成，攪拌槳包括均勻固定在攪拌軸51上的第一槳葉52、第二槳葉53、第三槳葉54、第四槳葉55、第五槳葉56、第六槳葉57，所述攪拌軸51和攪拌槳內均設有水循環通道，如圖2所示，攪拌軸為中空的，內部通過隔板分成一個進水通道和一個回水通道，如圖3所示，水循環路徑為：從攪拌軸51的進水通道進入，流經第一槳葉52的進水通道，從第一槳葉52的回水通道回流至攪拌軸51，然後流經第二槳葉53，再回流至攪拌軸51，然後流經第三槳葉54，再回流至攪拌軸51，然後流經第四槳葉55，再回流至攪拌軸51，然後流經第五槳葉56，在回流至攪拌軸51，然後流經第六槳葉57，再回流至攪拌軸 51，自攪拌軸51的回水通道留出。所述攪拌軸51的進水通道連接一個三通閥，三通閥連接一個熱水管和一個冷水管，所述內罐1內安裝溫度傳感器，根據測得的溫度，如果需要降溫則通入向攪拌器5通入冷卻水，需要加熱則通入熱水。加熱過程中，攪拌器是運動的，不會局部過熱，並且冷卻或加熱效果均勻。為了提高熱傳導效果，所述攪拌槳上設有螺旋鰭片。

所述攪拌軸51上安裝第一齒輪10，攪拌電機9的輸出軸上安裝第二齒輪 11，第一齒輪10與第二齒輪11嚙合。通過攪拌電機9驅動攪拌器5轉動。

因為發酵過程中會產生泡沫，所以在攪拌軸51上固定安裝破泡杆6，破泡杆6上均勻分布破泡針。所述破泡杆6與液面齊平。

為了使的罐內氧溶量達標，以滿足芽胞桿菌繁殖，內罐2的頂部連接供氧氣裝置8，所述供氧氣裝置8可以是氧氣瓶，開設適當的流量大小向罐內供氧氣。

所述內罐1底部連接卸料管125，卸料管125設有卸料閥126，卸料管125 連接循環管3，循環管3安裝有循環閥127，循環管3連接循環泵4，循環泵4 的出口管通向內罐2頂部，在內罐1頂部安裝過濾網罩7，循環泵4的出口管通向過濾網罩5隔成的過濾室。通過循環管3和循環泵4使料液循環，解決了罐底攪拌不均勻的問題。並通過過濾網罩7可以過濾雜質，料液經過過濾網罩7下漏到罐內，可以增加與氧氣接觸的面積，有助於料液溶氧，促進芽孢桿菌生長。

進一步的，包括取樣器12，如圖4所示，取樣器12包括一個三通管，三通管的第一支管連通內罐2底部並安裝第一取樣器閥門123，三通管的第二支管連通蒸汽管並安裝第二取樣器閥門121，三通管的第三支管連通接樣器並安裝第三取樣器閥門122。取樣前，第一取樣器閥門123是關閉的，打開第二取樣器閥門 121和第三取樣器閥門122，向取樣器12內通入蒸汽消毒，防止雜菌感染，消毒後，關閉第二取樣器閥門121和第三取樣器閥門122，打開第一取樣器閥門123，料液流入取樣器12內，然後關閉第一取樣器閥門123，最後打開第三取樣器閥門122，得到樣品。採用這樣的取樣方式，樣品不會汙染，且不會汙染髮酵罐，而且取樣量合適，不會過量。