一种三段式混合发酵装置的制作方法

本实用新型涉及一种高效的三段式混合发酵装置。

背景技术：

发酵罐是发酵生产中的重要设备，发酵罐内的温度对于发酵过程具有至关重要的作用，发酵物在发酵罐内进行发酵时会产生一定的热量，产生的多余的热量通过冷却装置进行冷却，现有技术中的发酵罐不能达到很好的温度控制作用，温度过低则会对发酵的效果产生一定的影响，发酵过程中需要向发酵罐内提供一定的氧气，因此，在发酵罐内应该设有进气装置，并氧气通入发酵罐内，并参与发酵罐内的反应，现有技术中，由于发酵罐罐身直径较大且罐内很少布置进气装置，所以由空压机输入发酵罐内的空气分布不均，影响发酵物料中氧气的溶解。同时，现有技术中一般都是采用一次投入全部物料进行发酵，无法根据发酵的阶段投入相应的辅助物料，进而降低了发酵的效率以及发酵各原料之间的充分作用。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供的发酵系统通过内部合理科学的流场布置，不仅可以降低发酵罐内部的能量输入要求，而且可以充分调动微生物自身的生产能力，提高目标产物单位或效价，同时可依据发酵辅料的特性在不同发酵阶段加入，以实现发酵各原辅料之间的充分作用，进一步提高发酵效率。

本实用新型的技术方案为：一种三段式混合发酵装置，包括驱动装置、发酵罐、搅拌组件、环形加料槽，所述驱动装置固定设于所述发酵罐的上方，所述搅拌组件设于所述发酵罐内部，所述发酵罐包括内罐体与外罐体，所述外罐体的内壁设有保温层，所述内罐体的下方对称设有弹性组件，所述弹性组件与所述外罐体的内部固定连接；所述环形加料槽可拆卸的设置于所述内罐体的上部，所述搅拌组件包括搅拌轴、沿搅拌轴的轴线方向设置的至少一个圆盘搅拌器；所述搅拌轴与所述驱动装置连接。在发酵搅拌的过程中，通过所述弹性组件，内罐体的底部会相对于外罐体底部位移晃动，能够避免发酵物料在发酵罐底部沉淀，影响发酵效果。特别的，所述发酵罐的开口处设有可开合的盖板，所述搅拌轴贯穿盖板，所述搅拌轴与所述盖板之间具有间隙。所述环形加料槽的开口与所述盖板配合设置。

进一步的，所述环形加料槽，包括第一环形板、第二环形板、第三环形板、底板，所述第一环形板与第二环形板之间设有第一加料区域，所述第二环形板与第三环形板之间设有第二加料区域，所述第一加料区域下方对称设有第一固定板、第一弹性底板，所述第一弹性底板的一侧与第一固定板固定连接，所述第一弹性底板的另一侧设有第一卡接部，所述第一固定板面向所述第一卡接部的一侧设有第二卡接部，所述第一卡接部与第二卡接部配合连接；所述第二加料区域下方对称设有第二固定板、第二弹性底板，所述第二弹性底板的一侧与第二固定板固定连接，所述第二弹性底板的另一侧设有第三卡接部，所述第二固定板面向所述第三卡接部的一侧设有第四卡接部，所述第三卡接部与第四卡接部配合连接。特别的，所述弹性底板为具有一定韧性的耐高温高弹性底板，可通过任一现有技术实现。

进一步的所述环形加料槽还设有定时开合机构，所述第一卡接部与第二卡接部的连接处设有第一定时开合机构；所述第三卡接部与第四卡接部的连接处设有第二定时开合机构。所述第一定时开合机构和第二定时开合机构可通过任一现有技术实现。

本实用新型中，所述环形放料槽的操作方式为，在加入发酵原料后，放入环形放料槽，将需要分阶段投入的物料分别放入第一加料区域和第二加料区域，根据发酵时间段的不同设定定时开合机构的定时时间，盖上盖板即可。所述第一加料区域和第二加料区域的底部分别设有第一弹性底板和第二弹性底板，依据实际发酵的混料需求，设定的第一定时开合机构和第二第一定时开合机构到达不同的设定的时间，第一弹性底板和第二弹性底板在发酵过程的不同时间段打开，实现辅料的分布混合，以实现自动化的三段式发酵工艺过程，提高发酵效率。

进一步的，所述圆盘搅拌器包括圆盘状的叶柄，在叶柄的中心部位设置搅拌叶柄，所述搅拌叶柄可套设于所述搅拌轴；在叶柄的边缘沿叶柄的圆周方向均匀设置三个单独的叶片；所述叶片包括上叶片和下叶片，上叶片和下叶片以叶柄为中心线基本对称；所述上叶片的下连接端与下叶片的上连接端固定连接于所述叶柄的边缘，所述上叶片设有第一迂回部，所述下叶片设有第二迂回部，所述第一迂回部的曲率半径大于所述第二迂回部的曲率半径。

进一步的，所述第一迂回部的表面均匀设置有球形突块，所述第二迂回部的表面均匀设置有球形突块。球形突块可分别在第一迂回部、第二迂回部内部进行混合物料的擂溃，提高混合效率。

本实用新型是一种结构简单、安全可靠、使用方便、成本低廉的一种发酵罐，本发明的圆盘搅拌器的搅拌叶片的设置方式，可在第一迂回部和第二迂回部分别形成涡流，因为第一迂回部和第二迂回部的曲率半径不一直，形成的物流的剪切作用和循环流量不同，可实现分层多次的剪切以及与空气的混合，并可以加快对发酵罐内的混合物进行搅拌，有效提高了发酵罐的发酵效率，并且此结构的搅拌叶片能够对发酵罐内的气泡进行消除，可以有效除去混合物在发酵过程中产生的气泡。

本实用新型的搅拌组件在搅拌过程中剪切作用强、循环流量大，并能处理黏度范围很广的流体。

进一步的，所述发酵罐内部对称设有加热块。优选的，所述发酵罐内部设有与加热块连接的温度传感器，可实现根据设定的温度值与实际温度值的差别进行加热，所述加热块与所述发酵罐电连接，本实用新型所述的加热块、温度传感器均可通过任一现有技术实现。

本实用新型提供的发酵系统通过内部合理科学的流场布置，不仅可以降低发酵罐内部的能量输入要求，而且可以充分调动微生物自身的生产能力，提高目标产物单位或效价，保证发酵产物的活性。

本实用新型的发酵系统通过内部是一个合理科学、节能高效率的发酵流场，主要有如下特点：1）不分层，无死区，培养基（如糖等）浓度、溶氧浓度梯度小；2）气泡细腻，气液混合均匀，溶氧利用率高；3）液面平稳，泡沫得到控制，不逃料。通过本实用新型发酵装置的设置，发酵的物料无明显鼓泡产生，发酵单位有所提高，产量提高，并可保证发酵产物的活性；4）可依据发酵辅料的特性在不同发酵阶段加入，以实现发酵各原辅料之间的充分作用，进一步提高发酵效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的局部结构示意图；

图3为本实用新型的局部结构示意图；

图4为本实用新型的局部结构示意图；

图5为本实用新型的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

一种三段式混合发酵装置，包括驱动装置2、发酵罐1、搅拌组件、环形加料槽15，所述驱动装置固定设于所述发酵罐的上方，所述搅拌组件设于所述发酵罐内部，所述发酵罐包括内罐体12与外罐体11，所述外罐体的内壁设有保温层111，所述内罐体的下方对称设有弹性组件13，所述弹性组件与所述外罐体的内部固定连接；所述环形加料槽15可拆卸的设置于所述内罐体12的上部，所述搅拌组件包括搅拌轴21、沿搅拌轴的轴线方向设置的至少一个圆盘搅拌器3；所述搅拌轴21与所述驱动装置2连接。在发酵搅拌的过程中，通过所述弹性组件，内罐体的底部会相对于外罐体底部位移晃动，能够避免发酵物料在发酵罐底部沉淀，影响发酵效果。特别的，所述发酵罐的开口处设有可开合的盖板14，所述搅拌轴21贯穿盖板14，所述搅拌轴与所述盖板之间具有间隙。所述环形加料槽15的开口与所述盖板14配合设置。

进一步的，所述环形加料槽15，包括第一环形板151、第二环形板152、第三环形板153、底板154，所述第一环形板与第二环形板之间设有第一加料区域，所述第二环形板与第三环形板之间设有第二加料区域，所述第一加料区域下方对称设有第一固定板1541、第一弹性底板1543，所述第一弹性底板的一侧与第一固定板固定连接，所述第一弹性底板的另一侧设有第一卡接部（未标注），所述第一固定板面向所述第一卡接部的一侧设有第二卡接部（未标注），所述第一卡接部与第二卡接部配合连接；所述第二加料区域下方对称设有第二固定板1544、第二弹性底板1546，所述第二弹性底板的一侧与第二固定板固定连接，所述第二弹性底板的另一侧设有第三卡接部（未标注），所述第二固定板面向所述第三卡接部的一侧设有第四卡接部（未标注），所述第三卡接部与第四卡接部配合连接。特别的，所述第一弹性底板、第二弹性底板为具有一定韧性的耐高温高弹性底板，可通过任一现有技术实现。所述第一卡接部、第二卡接部、第三卡接部、第四卡接部均可通过任一现有技术实现。

进一步的所述环形加料槽还设有定时开合机构，所述第一卡接部与第二卡接部的连接处设有第一定时开合机构1542；所述第三卡接部与第四卡接部的连接处设有第二定时开合机构1545。所述第一定时开合机构和第二定时开合机构可通过任一现有技术实现。

本实用新型中，所述环形放料槽的操作方式为，在加入发酵原料后，放入环形放料槽，将需要分阶段投入的物料分别放入第一加料区域和第二加料区域，根据发酵时间段的不同设定定时开合机构的定时时间，盖上盖板即可。所述第一加料区域和第二加料区域的底部分别设有第一弹性底板和第二弹性底板，当设定的定式开合机构到达设定的时间后，第一弹性底板和第二弹性底板在发酵过程的不同时间段打开，实现自动化的三段式发酵工艺过程。

进一步的，所述圆盘搅拌器3包括圆盘状的叶柄31，在叶柄的中心部位设置搅拌叶柄32，所述搅拌叶柄可套设于所述搅拌轴21；在叶柄的边缘沿叶柄的圆周方向均匀设置三个单独的叶片33；所述叶片包括上叶片331和下叶片332，上叶片和下叶片以叶柄为中心线基本对称；所述上叶片的下连接端与下叶片的上连接端固定连接于所述叶柄的边缘，所述上叶片设有第一迂回部3311，所述下叶片设有第二迂回部3321，所述第一迂回部3311的曲率半径大于所述第二迂回部3321的曲率半径。

进一步的，所述第一迂回部3311的表面均匀设置有球形突块34，所述第二迂回部3321的表面均匀设置有球形突块34。球形突块可分别在第一迂回部、第二迂回部内部进行混合物料的擂溃，提高混合效率。

本实用新型是一种结构简单、安全可靠、使用方便、成本低廉的一种发酵罐，本发明的圆盘搅拌器的搅拌叶片的设置方式，可在第一迂回部和第二迂回部分别形成涡流，因为第一迂回部和第二迂回部的曲率半径不一直，形成的物流的剪切作用和循环流量不同，可实现分层多次的剪切以及与空气的混合，并可以加快对发酵罐内的混合物进行搅拌，有效提高了发酵罐的发酵效率，并且此结构的搅拌叶片能够对发酵罐内的气泡进行消除，可以有效除去混合物在发酵过程中产生的气泡。

本实用新型的搅拌组件在搅拌过程中剪切作用强、循环流量大，并能处理黏度范围很广的流体。

进一步的，所述发酵罐内部对称设有加热块。优选的，所述发酵罐内部设有与加热块连接的温度传感器，可实现根据设定的温度值与实际温度值的差别进行加热，所述加热块与所述发酵罐电连接，本实用新型所述的加热块、温度传感器均可通过任一现有技术实现。

本实用新型提供的发酵系统通过内部合理科学的流场布置，不仅可以降低发酵罐内部的能量输入要求，而且可以充分调动微生物自身的生产能力，提高目标产物单位或效价，保证发酵产物的活性。

本实用新型的发酵系统通过内部是一个合理科学、节能高效率的发酵流场，主要有如下特点：1）不分层，无死区，培养基（如糖等）浓度、溶氧浓度梯度小；2）气泡细腻，气液混合均匀，溶氧利用率高；3）液面平稳，泡沫得到控制，不逃料。通过本实用新型发酵装置的设置，发酵的物料无明显鼓泡产生，发酵单位有所提高，产量提高，并可保证发酵产物的活性；4）可依据发酵辅料的特性在不同发酵阶段加入，以实现发酵各原辅料之间的充分作用，进一步提高发酵效率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本实用新型中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。