一种促进菌体代谢的发酵罐的制作方法

本实用新型涉及发酵反应装置，具体涉及一种促进菌体代谢的发酵罐。

背景技术：

发酵罐指工业上用来进行微生物发酵的装置，其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒，其容积在1m³至数百m³；发酵罐是一种对物料进行机械搅拌与发酵的设备，采用内循环方式，用搅拌桨分散和打碎气泡，它溶氧速率高，混合效果好，在设计和加工中应注意结构严密，合理；能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少以避免死角、物料与能量传递性能强，并可进行一定调节以便于清洗、减少污染，适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。

而现有的在生物制剂领域中促进菌体代谢的发酵罐，其通常搅拌不够均匀，且消泡不够及时，导致菌体发酵代谢缓慢；并且现有发酵罐在代谢过程中加入消泡剂时，需要打开发酵罐，导致在加入消泡剂时发酵罐不处于密封状态，造成罐体内的菌体会受压力喷射出来，且会导致杂质进入罐体内，使得菌体代谢受阻，影响发酵菌体的品质以及发酵的效率。

技术实现要素：

基于此，针对上述问题，有必要提出一种促进菌体代谢的发酵罐，其采用一次阀门和二次阀门的配合使用，使得在加入消泡剂时，不会打开发酵罐，保证了发酵罐在工作过程中的密封环境，提高了菌体代谢的效率以及品质；而且搅拌均匀，消除了罐内各区域的培养成分浓度差异，使得固体物和发酵代谢产物在罐内均匀分布，同时有利于罐内热交换过程消泡；搅拌器可使上升气泡改变流向，有利于空气在液体中再次分散与利用，轴流上翻式搅拌器的轮毂与搅拌轴采用焊接连接的方式，消除了轮毂与搅拌轴之间的间隙，减少了发酵罐染菌的机率，同时也方便清洗。

本实用新型的技术方案如下：

一种促进菌体代谢的发酵罐，包括发酵罐本体，所述发酵罐本体的顶部设有消泡剂进口，所述消泡剂进口连接有输送管，所述输送管上远离消泡剂进口的一端设有一次阀门，输送管上靠近消泡剂进口的一端设有二次阀门，所述一次阀门和二次阀门之间形成消泡剂放置腔，且该消泡剂放置腔密封位于输送管内；述发酵罐本体内部设有搅拌轴，所述搅拌轴靠近发酵罐本体底部的一端设有法兰盘；所述发酵罐本体的内壁上设有至少两个冷却盘管，且两个所述的冷却盘管之间以搅拌轴为对称轴对称设置。

在输送管上远离消泡剂进口的一端设有一次阀门，输送管上靠近消泡剂进口的一端设有二次阀门，一次阀门和二次阀门之间形成消泡剂放置腔；当在发酵过程中需要添加消泡剂时，先打开一次阀门的同时二次阀门关闭，将消泡剂放入消泡剂放置腔中，然后关闭一次阀门并将二次阀门打开，消泡剂进入发酵罐本体内，实现了消泡剂的放入，且保证了发酵罐本体密闭，使罐体内的菌体不会喷射出来，不会导致杂质进入罐体内，不会使得菌体的代谢受杂质污染，提高了菌体代谢的品质和效率；发酵罐本体的内壁上设有至少两个冷却盘管，有利于罐内热交换。

作为上述方案的进一步优化，所述搅拌轴包括由升降电机控制的升降杆，所述法兰盘上设有感应装置，所述感应装置的信号输出端连接升降电机的信号输入端。当法兰盘上的感应装置感应到罐内菌体高度时，将信号传输到升降电机，从而控制升降杆升降，使搅拌轴位于合适的位置进行搅拌，提高了搅拌效率，实现了自动控制搅拌过程。

作为上述方案的进一步优化，所述搅拌轴自上而下依次固定有消泡搅拌器、轴流上翻式搅拌器和圆盘涡轮式搅拌器。消泡搅拌器设于发酵液面上方，可使上升气泡改变流向，有利于空气在液体中再次分散与利用；轴流上翻式搅拌器转动时可将发酵罐内的料液向上输送，将经底层的圆盘涡轮式搅拌器分散过的气泡液流再吸入罐体中心区域向上循环，消除了罐内各区域的培养成分浓度差异，使得固体物和发酵代谢产物在罐内均匀分布。

作为上述方案的进一步优化，所述圆盘涡轮式搅拌器的轮毂通过螺栓与法兰盘固定连接，所述轴流上翻式搅拌器的轮毂焊接固定在搅拌轴上。圆盘涡轮式搅拌器实现对底层的大气泡进行分散，轴流上翻式搅拌器的轮毂与搅拌轴采用焊接连接的方式，消除了轮毂与搅拌轴之间的间隙，减少了发酵罐染菌的机率，同时方便清洗。

作为上述方案的进一步优化，所述轴流上翻式搅拌器上设有多个呈S型的搅拌片。S型的搅拌片靠近轴流上翻式搅拌器的一端更厚，远离轴流上翻式搅拌器的一端更扁平，使得在搅拌时，菌体和料液会被向上输送，又受重力作用沉淀下来，使搅拌面积增大，搅拌时间延长，搅拌更均匀，提高了代谢效率。

作为上述方案的更进一步优化，相邻两个所述搅拌片之间的夹角为60°-120°。优选90°夹角，既减少了搅拌片个数，节约了成本，又使得搅拌过程更高效，搅拌更均匀。

作为上述方案的更进一步优化，所述消泡剂进口与输送管是连接处设有密封圈。保证发酵罐本体的内环境处于密闭状态，防止气体进入导致压力不稳。

本实用新型的有益效果是：

1、采用一次阀门和二次阀门的配合使用，先打开一次阀门的同时关闭二次阀门，将消泡剂放入消泡剂放置腔中，然后关闭一次阀门，打开二次阀门，消泡剂进入发酵罐本体内，实现了消泡剂的放入，且保证了发酵罐本体密闭，使罐体内的菌体不会喷射出来，不会导致杂质进入罐体内，不会使得菌体的代谢受杂质污染，提高了菌体代谢的效率以及品质。

2、采用感应装置和升降杆配合，当感应装置感应到罐内液面高度时，将信号传输到升降电机，从而控制升降杆升降，使搅拌轴调整到合适的位置进行搅拌，提高了搅拌效率，实现了自动控制。

3、消泡搅拌器设于发酵液面上方，可使上升气泡改变流向，有利于空气在液体中再次分散与利用；轴流上翻式搅拌器转动时可将发酵罐内的料液向上输送，将经底层的圆盘涡轮式搅拌器分散过的气泡液流再吸入罐体中心区域向上循环，消除了罐内各区域的培养成分浓度差异，使得固体物和发酵代谢产物在罐内均匀分布。

4、圆盘涡轮式搅拌器实现对底层的大气泡进行分散，轴流上翻式搅拌器的轮毂与搅拌轴采用焊接连接的方式，消除了轮毂与搅拌轴之间的间隙，减少了发酵罐染菌的机率，同时方便清洗。

5、搅拌片呈S型，且靠近轴流上翻式搅拌器的一端更厚，远离轴流上翻式搅拌器的一端更扁平，使得在搅拌时，菌体和料液会被向上输送，又受重力作用沉淀下来，使搅拌面积增大，搅拌时间延长，搅拌更均匀，提高了代谢效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述促进菌体代谢的发酵罐的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述升降杆升降的控制原理图。

附图标记说明：

10-发酵罐本体；101-消泡剂进口；102-输送管；201-一次阀门；202-二次阀门；203-消泡剂放置腔；30-搅拌轴；301-法兰盘；302-升降杆；303-感应装置；304-消泡搅拌器；305-轴流上翻式搅拌器；306-圆盘涡轮式搅拌器；307-搅拌片；40-冷却盘管；50-升降电机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种促进菌体代谢的发酵罐，包括发酵罐本体10，所述发酵罐本体10的顶部设有消泡剂进口101，所述消泡剂进口101连接有输送管102，所述输送管102上远离消泡剂进口101的一端设有一次阀门201，输送管102上靠近消泡剂进口101的一端设有二次阀门202，所述一次阀门201和二次阀门202之间形成消泡剂放置腔203，且该消泡剂放置腔203密封位于输送管102内；述发酵罐本体10内部设有搅拌轴30，所述搅拌轴30靠近发酵罐本体10底部的一端设有法兰盘301；所述发酵罐本体10的内壁上设有至少两个冷却盘管40，且两个所述的冷却盘管40之间以搅拌轴30为对称轴对称设置。

在输送管102上远离消泡剂进口101的一端设有一次阀门201，输送管102上靠近消泡剂进口101的一端设有二次阀门202，一次阀门201和二次阀门202之间形成消泡剂放置腔203；当在发酵过程中需要添加消泡剂时，先打开一次阀门201的同时二次阀门202关闭，将消泡剂放入消泡剂放置腔203中，然后关闭一次阀门201并将二次阀门202打开，消泡剂进入发酵罐本体10内，实现了消泡剂的放入，且保证了发酵罐本体10密闭，使罐体内的菌体不会喷射出来，不会导致杂质进入罐体内，不会使得菌体的代谢受杂质污染，提高了菌体代谢的品质和效率；发酵罐本体10的内壁上设有至少两个冷却盘管40，有利于罐内热交换。

在其中一个实施例中，如图2所示，所述搅拌轴30包括由升降电机50控制的升降杆302，所述法兰盘301上设有感应装置303，所述感应装置303的信号输出端连接升降电机50的信号输入端。当法兰盘301上的感应装置303感应到罐内菌体高度时，将信号传输到升降电机50，从而控制升降杆302升降，使搅拌轴30位于合适的位置进行搅拌，提高了搅拌效率，实现了自动控制搅拌过程。

在另一个实施例中，所述搅拌轴30自上而下依次固定有消泡搅拌器304、轴流上翻式搅拌器305和圆盘涡轮式搅拌器306。消泡搅拌器304设于发酵液面上方，可使上升气泡改变流向，有利于空气在液体中再次分散与利用；轴流上翻式搅拌器305转动时可将发酵罐本体10内的料液向上输送，将经底层的圆盘涡轮式搅拌器306分散过的气泡液流再吸入罐体中心区域向上循环，消除了罐内各区域的培养成分浓度差异，使得固体物和发酵代谢产物在罐内均匀分布。

在另一个实施例中，所述圆盘涡轮式搅拌器306的轮毂通过螺栓与法兰盘301固定连接，所述轴流上翻式搅拌器305的轮毂焊接固定在搅拌轴30上。圆盘涡轮式搅拌器306实现对底层的大气泡进行分散，轴流上翻式搅拌器305的轮毂与搅拌轴30采用焊接连接的方式，消除了轮毂与搅拌轴30之间的间隙，减少了发酵罐染菌的机率，同时方便清洗。

在另一个实施例中，所述轴流上翻式搅拌器305上设有多个呈S型的搅拌片307。S型的搅拌片307靠近轴流上翻式搅拌器305的一端更厚，远离轴流上翻式搅拌器305的一端更扁平，使得在搅拌时，菌体和料液会被向上输送，又受重力作用沉淀下来，使搅拌面积增大，搅拌时间延长，搅拌更均匀，提高了代谢效率。

在另一个实施例中，相邻两个所述搅拌片307之间的夹角为60°。

在另一个实施例中，相邻两个所述搅拌片307之间的夹角为120°。

在另一个实施例中，相邻两个所述搅拌片307之间的夹角为90°。

优选90°夹角，既减少了搅拌片307个数，节约了成本，又使得搅拌过程更高效，搅拌更均匀。

在另一个实施例中，所述消泡剂进口101与输送管102是连接处设有密封圈。保证发酵罐本体10的内环境处于密闭状态，防止气体进入导致压力不稳。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。