一种三频超声辅助发酵设备的制作方法
【专利摘要】本发明为一种三频超声辅助发酵设备，属于生物工程【技术领域】。所述的设备由传统发酵罐、在传统发酵罐的下半部外壁均匀分布贴上三只频率不同的发散式超声波换能器、向换能器提供高频交流电信号的超声波发生器、向发生器发出工作指令的程序控制器组成。程序控制器可以进行超声波工作模式的设定，工作模式包括三只不同频率的换能器同时连续工作与顺序工作、任意两只不同频率的换能器同时连续工作与交替工作的情况，可以设定的参数包括超声处理时间、顺序工作模式每只换能器的工作时间、超声波的功率。
【专利说明】一种三频超声辅助发酵设备
【技术领域】
[0001]本发明为一种三频超声辅助发酵设备，属于生物工程【技术领域】。
【背景技术】
[0002]近年来，超声波除了强化生物资源有效成分的提取、生物反应、化学反应、溶液的均质与乳化等领域外，开始被应用于强化生物发酵过程。
[0003] 已有的研究表明，低强度超声加载于微生物的发酵过程中，可以加速微生物细胞的生长，同时可以促进有益代谢产物的合成。邓毛程的研究证明(食品玉发酵工业，2008，34 (3):61-65)适宜的超声波处理对高纤椰果发酵有明显的促进作用，利用28 kHz的超声波从发酵48 h开始进行处理，每次处理180 S，每隔1.5 h处理I次，发酵240 h，发酵产物中纤维素干重比空白试验提高20.5%。该研究仅仅用超声波洗槽完成试验工作。于淑娟关于超声波催化米曲霉发酵生产酱油的应用研究表明(中国调味品，1999，(11): 18-20)，在40kHzUO W的超声波作用下，酱油发酵速度是传统工艺的150 %，米曲霉孢子生长率增加310%，孢子发芽率增加8 %。该试验将发酵罐置于超声波生化反应器的振荡槽内，没有真正的超声波发酵罐。
[0004]日本大关、本多电子和服部等3家公司(食品与科学(日)，1995，(8):26)在啤酒和清酒的发酵过程中，使用超声波照射，结果不仅缩短了一半的发酵时间，而且还提高酒的香气成分。发酵达到酒精浓度的时间可由34天缩短到19天，其酯类等香气成分含量可提高I倍多。
[0005]为了满足超声对发酵强化试验研究的需要，开发了一些简单的设备，例如实用新型专利ZL 94224593.8 “超声波协同酶解发酵器”，该装置在一只旋转器的凹槽的底部贴上超声换能器，在凹槽上面放置发酵器。这种设备仅能用于简单的发酵试验。
【发明内容】
[0006]本发明为了克服上述现有技术的不足，设计一种三频超声辅助发酵设备，可以满足更为复杂的微生物发酵实验或者小规模发酵生产。
[0007]本发明的目的是由以下技术方案来实现的:
所述的设备由发酵罐1、在发酵罐I的下半部外壁均匀分布贴上三只频率不同的发散式超声波换能器2、向换能器提供高频交流电信号的超声波发生器3、向发生器发出工作指令的程序控制器4组成。
[0008]程序控制器可以进行超声波工作模式的设定，工作模式包括三只不同频率的换能器同时连续工作与顺序工作、任意两只不同频率的换能器同时连续工作与交替工作的情况，可以设定的参数包括超声处理时间、顺序工作模式每只换能器的工作时间、超声波的功率。
本发明也包含三只超声波换能器频率相同的情况。
[0009]与现有的技术比较，本发明具有以下特点:(1)通过超声波对微生物活性的改善，提高发酵效率；
(2)三只超声波换能器可以分别单只工作，可以三只按照顺序发出超声，也三只同时连续工作，作为一种试验研究机型，便于进行最佳频率的筛选，有利于对复杂发酵过程强化模式的筛选。
[0010]【专利附图】
【附图说明】
附图1是三频超声辅助发酵设备结构图，I为发酵罐、2为超声波换能器、3为超声波发生器、4为控制器。
[0011]实施例1 (单频工作模式)
该设备在传统发酵罐的下半部外壁均匀分布贴上三只频率为16kHz、20kHz、28kHz的发散式超声波换能器，由超声波发生器向换能器提供高频交流电信号、程序控制器向发生器发出工作指令。在20kHz的超声波辐射下，发酵罐中微生物活性显著提高，发酵效率显著改善。
[0012]实施例2 (三频顺序工作模式)
设备的构成同实施例1。超声波的工作模式为三只超声波换能器按照16kHz、20kHz、28kHz的顺序，依次循环发出超声波。
[0013]实施例3 (三频同时连续工作模式)
设备的构成同实施例1。超声波的工作模式为频率16kHz、20kHz和28kHz的三只超声波换能器同时连续工作。
·[0014]实施例4 (双频同时连续工作模式)
设备的构成同实施例1。超声波的工作模式为频率20kHz和28kHz的两只超声波换能器同时连续工作。
[0015]实施例5 (双频交替工作模式)
设备的构成同实施例1。超声波的工作模式为频率16kHz和20kHz的两只超声波换能器交替工作。
[0016]实施例6 (同频同时连续工作模式)
设备的构成同实施例1。三只超声波换能器的频率均为20kHz，它们同时连续工作。
【权利要求】
1.一种三频超声辅助发酵设备，其特征在于包括一只传统发酵罐1、在传统发酵罐I的下半部外壁均匀分布贴上三只频率不同的发散式超声波换能器2、向换能器提供高频交流电信号的超声波发生器3、向发生器发出工作指令的程序控制器4。
2.根据权利要求1所述的一种三频超声辅助发酵设备，其特征在于程序控制器可以进行超声波工作模式的设定，工作模式包括三只不同频率的换能器同时连续工作与顺序工作、任意两只不同频率的换能器同时连续工作与交替工作的情况。
3.根据权利要求1所述的一种三频超声辅助发酵设备，其特征在于包含三只超声波换能器频率相同的情况。·
【文档编号】C12M1/36GK103571747SQ201210278707
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月8日 优先权日:2012年8月8日
【发明者】马海乐 申请人:马海乐