专利名称：固态发酵反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种固态发酵反应器，具体而言，涉及制药行业使用的旋转圆盘式固态发酵反应器，用于使微生物在潮湿固体基质上的生长。本实用新型可实现在发酵过程中微生物与外界环境隔绝，精确控制反应器内部的反应条件，具有自动搅拌、自动且均勻播散菌种等功能。
背景技术：
固态发酵多用于食品生产，已经有几百年的历史，指微生物在潮湿固体基质上生长的技术。与液态发酵相比，固态发酵产量高、成本低。然而由于固态发酵设备设计水平低， 其工业应用仍受到限制。固态发酵设备可以分为静态和动态两大类。在静态体系中，整个发酵过程中固态基质保持不动，典型静态体系包括箱、盘、碟、固态床、烘箱等；动态体系则在发酵过程中有物料混合过程存在，典型混合方式为转鼓式。不论静态还是动态固态发酵，发酵过程中的有效热交换都是一个主要问题，多数固态发酵体系用通气法进行热交换，这种方式易使固体基质的水分蒸发，导致物料干燥。另一种避免过热的方法是通过搅拌达到物料混合均勻温度的目的。这些问题在大规模生产中显得尤其突出。目前固体发酵设备的类型有浅盘式反应器，箱式反应器，转鼓式反应器，填充床反应器，流化床反应器，搅拌式反应器，压力脉动反应器等。上述各种固态反应器中，在工业上已得到应用的还是盘式、转鼓式及搅拌式反应器和流化床反应器，应用领域多数为食品及饲料或酶制剂行业，药品行业中使用很少。典型的固体发酵设备可参见中国发明专利ZL03157177.8 “模块化固态发酵反应器”，其特点是每个培养基制作成抽屉式的模块化，这样便于操作。另外还具有搅拌装置，在动力驱动下可对物料实现搅拌功能。现有技术的缺点1.方盘式的培养基与做圆周运动的搅拌装置配合，使物料的搅拌存在死角，搅拌不均勻，使所培养的微生物生长发生差异。2.不能方便地在培养基上播撒菌种，需要在外部播撒菌种后再放入发酵反应器， 操作不便。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是现有的固体发酵设备存在着搅拌不均勻，使所培养的微生物生长发生差异。以及不能方便地在培养基上播撒菌种，需要在外部播撒菌种后再放入发酵反应器，操作不便的问题。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种固态发酵反应器，包括密封箱体、培养基、第一入口、第二入口、导管、第三轴，传动机构，密封箱体上设有第一入口、第二入口、 以及导管，第一入口和第二入口分别连通箱体的内外部；传动机构包括有第三轴，安装在箱体内；培养基设于密封箱体内，导管设置在培养基上部并连接在第一入口上；培养基为圆盘形，固定在第三轴上，第三轴与驱动机构相连接。进一步地，还包括搅拌器，搅拌器固定在箱体上，并插入培养基上装载的物料内。进一步地，传动机构还包括第一轴、第一齿轮、第二轴、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮，第一轴穿过箱体，与驱动机构相连接，第一齿轮安装在第一轴的一端，第二齿轮安装在第二轴的一端，第一齿轮与第二齿轮互相啮合，第四齿轮位于培养基底部，安装在第三轴上，第三齿轮安装在第二轴上并与第四齿轮相啮合。进一步地，培养基层叠设置在第三轴上。进一步地，第三轴为多个沿垂直方向设置的轴。本实用新型具有以下优点1.使用圆盘式培养基使搅拌过程更均勻，物料混合更充分，微生物生长更均勻。2.通过圆盘式培养基的转动，使菌种可以均勻地播撒在圆盘式培养基上，操作简便。总体而言，本实用新型的固态发酵反应器，具有结构简单、容易制造、使用方便的优点，可大大提高固态发酵反应器的工作效率，以及改进整个微生物培养发酵的效果。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图
中[0020]图1为固态发酵反应器的剖面示意图；以及[0021]图2为传动机构圆盘齿轮啮合的示意图。[0022]附图标记说明[0023]10为箱体 [0024]101为导·F .[0025]103为第--入口 ；[0026]105为第二入口 ；[0027]20为传动机构；[0028]201为第—,；[0029]202为第—-齿轮；[0030]203为第二轴；[0031]204为第二齿轮；[0032]205为第三轴；[0033]206为第三齿轮；[0034]207为第四齿轮；[0035]30为培养基；[0036]40为搅拌器。
具体实施方式
[0037]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。参见图1，本实用新型的固态发酵反应器包括密封箱体10、培养基30、第一入口 103、第二入口 105、导管101、第三轴205、传动机构20。密封箱体10主体采用双面焊接夹层加强结构。内室采用防腐蚀性能优良的不锈钢板经专用等离子焊机自动焊接而成，表面经机械抛光和电化学抛光处理，光亮滑洁、抗腐蚀、经久耐用。夹层采用防腐蚀性能优良的不锈钢板，利用严格的技术工艺和检测工艺进行设计制造，承受压力高。密封箱体10可以设置单扉或双扉(既单门和双门)，双扉固态发酵反应器可实施有菌区与无菌区的有效隔离，满足国家药品生产管理GMP规范要求。多个培养基30水平层叠设置在密封箱体10内，固定在第三轴205上，可随第三轴 205 —起转动。第一入口 103和第二入口 105分别连通箱体10的内外，在每个培养基30上部都水平设置有一个导管101，每个导管101都连接到第一入口 103，导管上有小孔用于向培养基30上播撒菌种。第二入口 105连接外部的加湿装置，用于向箱体10内部输送加湿气体，以保持箱体10内部的湿度。梳齿状搅拌器40固定在箱体10上，其上有多个垂直梳齿，梳齿长度可以深入对置在培养基30上的物料内，搅拌器40长度约与培养基30直径相同。当第三轴205带动培养基30转动时，固定设置的搅拌器40与培养基30形成相对运动，实现搅拌物料的效果。因搅拌器40长度约与培养基30直径相同，因此搅拌器40可以均勻搅拌堆置在培养基30的全部物料，不会有搅拌死角，达到物料搅拌混合更均勻的效果。参见图2传动机构20的水平剖面示意图，第一轴201水平设置，从箱体10内连通外部动力源，第一齿轮202安装在第一轴201的内端。第二轴203垂直设置在箱体10内， 第二齿轮204安装在第二轴203的底端并与第一齿轮202互相啮合。当第一轴201受外部动力源驱动转动时，通过第一齿轮202与第二轴203上第二齿轮204的互相啮合，将动力传递给第二轴203，使其同步转动。两个垂直设置的第三轴205也位于箱体10内，每个第三轴205均安装有第四齿轮 207。在第二轴203上与第四齿轮207等高的位置安装有第三齿轮206，并与同一平面上的第四齿轮207相互啮合。当第二轴203受外部动力驱动转动时，通过第三齿轮206与第四齿轮207的相互啮合带动第三轴205同步转动，从而达到带动培养基30转动的效果。第一齿轮202和第二齿轮204使用互相匹配的锥形齿轮，除使用锥形齿轮将水平转动转化为垂直转动外，也可采用如皮带传动、或者第一轴201垂直设置等其他传动方式驱动第二轴203转动。第一齿轮202与第二齿轮204之间，第三齿轮206与第四齿轮207之间的齿数比会影响培养基30转动的转动速度。通过调整外部动力源的转速以及前述齿数比，可以使培养基30的转速控制在需要的数值范围内。实际工作时，先对箱体10内部进行消毒和灭菌操作，然后将物料整齐堆置在培养基30上，关闭箱体10的密封门并进行抽真空操作，然后启动外部动力驱动培养基30转动， 同时通过第一入口 103和导管101向培养基30上均勻播撒菌种，通过第二入口 105向箱体 10内部输送加湿气体，使箱体10内部保持规定湿度。通过以上步骤完成菌种的播撒工作， 然后根据菌种生长需要控制箱体10内部的湿度、温度、生长时间等，完成菌种发酵培养工作。[0046]固态发酵反应器是本领域常用的发酵设备，除前述部件之外，还会配置如温度控制系统、或者抽真空系统、或者空气过滤系统、或者密封系统、或者电子控制系统等部件，以上部件均为本领域技术人员所熟知内容，根据发酵菌种和使用目的(饲料、食品、药用等) 不同，各部件的配置与参数会有所不同，因上述部件不是本实用新型的主要部分不做特别描述。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种固态发酵反应器，包括密封箱体(10)、培养基(30)、第一入口(103)、第二入口 (105)、导管(101)、第三轴(205)、传动机构(20)，所述密封箱体(10)上设有所述第一入口(103)、所述第二入口(105)、以及所述导管 (101)，所述第一入口(103)和所述第二入口(105)分别连通所述箱体(10)的内外部；所述传动机构(20)，包括有所述第三轴005)，安装在所述箱体(10)内；所述培养基(30)，设于所述密封箱体(10)内，所述导管(101)设置在所述培养基(30) 上部并连接在所述第一入口(10 上；其特征在于所述培养基(30)为圆盘形，固定在所述第三轴(20 上，所述第三轴 (205)与驱动机构相连接。
2.根据权利要求1所述的固态发酵反应器，其特征在于还包括搅拌器(40)，所述搅拌器GO)固定在所述箱体(10)上，并插入所述培养基(30)上装载的物料内。
3.根据权利要求1或2所述的固态发酵反应器，其特征在于所述传动机构00)还包括第一轴(201)、第一齿轮(20 、第二轴(20 、第二齿轮(204)、第三齿轮(206)、第四齿轮 (207)，所述第一轴001)穿过所述箱体(10)，与所述驱动机构相连接，所述第一齿轮(202)安装在所述第一轴001)的一端，所述第二齿轮(204)安装在所述第二轴(20 的一端，所述第一齿轮(20 与所述第二齿轮(204)互相啮合，所述第四齿轮(207)位于所述培养基(30)底部，安装在所述第三轴(20 上，所述第三齿轮(206)安装在所述第二轴(20 上并与所述第四齿轮(207)相啮合。
4.根据权利要求1或2所述的固态发酵反应器，其特征在于所述培养基(30)层叠设置在所述第三轴(20 上。
5.根据权利要求3所述的固态发酵反应器，其特征在于所述第三轴(205)为多个沿垂直方向设置的轴。
6.根据权利要求4所述的固态发酵反应器，其特征在于所述第三轴(205)为多个沿垂直方向设置的轴。
专利摘要本实用新型提供了一种固态发酵反应器，包括密封箱体10、培养基30、第一入口103、第二入口105、导管101、第三轴205、传动机构20，密封箱体10上设有第一入口103、第二入口105、以及导管101，第一入口103和第二入口105分别连通箱体10的内外部；传动机构20，包括有第三轴205，安装在箱体10内；培养基30，设于密封箱体10内，导管101设置在培养基30上部并连接在第一入口103上；培养基30为圆盘形，固定在第三轴205上，第三轴205与驱动机构相连接，受传动机构20驱动而做水平转动。本实用新型提供的固态发酵反应器具有结构简单、容易制造、使用方便的优点，可大大提高固态发酵反应器的工作效率，以及改进整个微生物培养发酵的效果。
文档编号C12M1/10GK202107696SQ201120223179
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者巩金妹, 段震文, 郭树仁 申请人:北京北大维信生物科技有限公司