一种液体发酵罐的制作方法

本实用新型涉及发酵领域，具体涉及一种液体发酵罐。

背景技术：

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

在微生物发酵产品的生产过程中，发酵设备必不可少。发酵设备是微生物增殖、以及微生物活性、稳定性和功效性提升的关键设备之一，目前市面上常见的液体发酵设备多以罐类为主。

发酵罐是进行液体发酵的特殊设备，利用机械搅拌材料产生轴向和放射状的流动，可以很好地混合罐内的材料，液体中的固体物质可以保持悬浊状态，固体和营养物质充分接触，使营养的吸收变得容易；另一方面，可以粉碎气泡，增加气液接触面积，提高气液间的物质移动速度，增强气体的传递效果，去除气泡。同时需要通过无菌气体，以满足好氧菌或者厌氧菌的生长发酵。输送无菌气体的管道连接发酵罐，在罐体底部通过预留管道孔将无菌气体通入罐内。

发明人发现，市面上销售的发酵罐的输气管道由于在罐体底部且只有一个输送孔，在发酵过程中对气体输送有一定的局限性，造成效率低，耗时长，气体分布不均匀的现象，且没有一种能够既适用于好氧发酵又适用于厌氧发酵的高效发酵发酵罐。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种液体发酵罐，通过合理的设计发酵罐，能够提高发酵效率。

具体地，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种液体发酵罐，包括，发酵罐罐体，发酵罐罐体内安装有搅拌轴，设于发酵罐罐体底部的环形管，环形管内表面下侧设多个孔。

本实用新型一个或多个实施例具有以下有益效果：

1)环形管内表面下侧设多个孔的设计，增加了气体与液体的接触面积，增强了氧的传递效果。

2)在使用时，加入发酵所需要的物质，并同时转动搅拌轴，固体物质因重力作用向下沉降，固体物质因为搅拌轴的搅拌作用，也会向四周扩散，气体从环形管内表面下侧的孔进入发酵罐，因孔的特殊角度设计，气体与固体物质会产生对冲的力量，进一步促进固体物质的溶解，减少能耗；下落的固体物质，因与气体冲击，可以有效的促进气体传递，并消灭气泡。

3)环形管内表面下侧设多个孔的设计，加上搅拌轴的搅拌作用，可以使发酵过程中的气体分布均匀，减少同一时间发酵罐内不同位置发酵的程度差异，保证产品的质量。

4)本实用新型既可以适用于好氧发酵，又适用于厌氧发酵。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书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。

图1为本实用新型实施例1中的液体发酵罐的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中环形管的结构图。

图3为本实用新型实施例2中的液体发酵罐中搅拌轴与搅拌叶的结构示意图。

图4为本实用新型实施例3中的液体发酵罐中搅拌轴与生物传感器的结构示意图。

图5为本实用新型实施例3中的液体发酵罐的原理图。

图6为本实用新型实施例1中的液体发酵罐与现有技术中的液体发酵罐在发酵乳酸菌、乳双歧杆菌时所需要的发酵时间对比图。

图7为本实用新型实施例1中的液体发酵罐与现有技术中的液体发酵罐在发酵乳酸菌、乳双歧杆菌结束时收获湿菌泥量对比图。

图8为本实用新型不同孔下斜度数，枯草芽孢杆菌(好氧菌)发酵时，罐内氧气含量。

图9为本实用新型不同孔下斜度数，乳双歧杆菌(厌氧菌)发酵时，罐内氮气含量。

图10为本实用新型不同孔下斜度数，枯草芽孢杆菌(好氧菌)与乳双歧杆菌(厌氧菌)发酵时，气体分散时间。

图11为本实用新型不同孔下斜度数，枯草芽孢杆菌(好氧菌)与乳双歧杆菌(厌氧菌)发酵时，发酵完成时，发酵液产菌量图。

图12为本实用新型不同孔下斜度数，枯草芽孢杆菌(好氧菌)与乳双歧杆菌(厌氧菌)发酵时，发酵完成时，菌泥产量。

其中：1、发酵罐罐体，2、环形管，3、搅拌轴，4、进气管，5、搅拌叶片，6、孔，7、生物传感器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本实用新型中使用术语“包括”时，其指明存在特征、器件、组件和/或它们的组合。

需要理解的是，术语“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

现有装置中，市面上销售的发酵罐的输气管道由于在罐体底部且只有一个输送孔，在发酵过程中对气体输送有一定的局限性，造成效率低，耗时长，气体分布不均匀的现象。

为了解决这些问题，本实用新型提出一种液体发酵罐，包括，发酵罐罐体，发酵罐罐体内安装有搅拌轴，设于发酵罐罐体底部的环形管，环形管内表面下侧设多个孔。

在一些实施例中，孔与环形管横截面夹角为10°-60°。

在一些实施例中，孔与环形管横截面夹角为15°-55°。

在一些实施例中，孔与环形管横截面夹角为20°-45°。

在一些实施例中，孔与环形管横截面夹角为25°-35°。

在一些实施例中，所述孔与环形管横截面夹角为30°。

在一些实施例中，所述搅拌轴上设有生物传感器。生物传感器的设计，可以时时监测发酵罐内微生物的发酵程度，便于及时停止发酵，提升效率，减少能耗。

在一些实施例中，所述生物传感器可用现有技术中的光电式生物菌悬液浓度传感器。

在一些实施例中，所述搅拌轴的底端设有搅拌叶片。

在一些实施例中，所述搅拌叶片为平板状。

搅拌叶片的设计可以使搅拌的范围更大，搅拌更均匀。

在一些实施例中，所述搅拌叶片为可拆卸的。搅拌叶片的可拆卸设计，可以方便搅拌叶片的清洗。

在一些实施例中，所述搅拌叶片与搅拌轴平行。以上平行设计，可以有效的打破气泡，促进气体的传递。

在一些实施例中，所述搅拌轴上从上到下分层设计有搅拌叶片。搅拌叶片的分层布置，可以更有效的促进气体分布。

在一些实施例中，所述环形管通过螺纹连接进气管。以上可拆卸的设计，既可以便于进气管与环形管的分开维修，又可以方便进气管与环形管的清洗。

在一些实施例中，所述发酵罐罐体侧壁设计为空心结构。发酵罐罐体侧壁空心结构的设计，可以保证发酵罐罐体的温度。因微生物发酵需要一定的温度，且市面上的加热装置都不能保证加热均匀，本实用新型发酵罐罐体的空心设计，既可以保证罐体内热量均匀，又可以大幅度降低热量散失。

实施例1

请参阅图1和图2，一种液体发酵罐，包括，发酵罐罐体1，发酵罐罐体内安装有搅拌轴3，设于发酵罐罐体底部的环形管2，环形管内表面下侧设多个孔6。

孔围绕环形管对称分布，便于气体的均匀分布。

工作过程：

在使用时，加入发酵所需要的物质，并同时转动搅拌轴3，固体物质因重力作用向下沉降，固体物质因为搅拌轴3的搅拌作用，也会向四周扩散，气体从环形管内表面下侧的孔6进入发酵罐，因孔6的特殊角度设计，气体与固体物质会产生对冲的力量，进一步促进固体物质的溶解，减少能耗下落的固体物质，因与气体冲击，可以有效的促进气体传递，并消灭气泡。

实施例2

请参阅图1和图3，一种液体发酵罐，包括，发酵罐罐体1，发酵罐罐体内安装有搅拌轴3，设于发酵罐罐体底部的环形管2，环形管内表面下侧设多个孔6。

搅拌轴3的底端设有可拆卸的平板状搅拌叶片5。搅拌叶片5可以使搅拌的范围更大，搅拌更均匀。搅拌叶片的可拆卸设计，可以方便搅拌叶片的清洗。

搅拌叶片5与搅拌轴3平行。以上平行设计，可以有效的打破气泡，促进气体的传递。

搅拌叶片5在搅拌轴3上从上到下分层设计。搅拌叶片的分层布置，可以更有效的促进气体分布。

所述环形管2通过螺纹连接进气管4。以上可拆卸的设计，既可以便于进气管与环形管的分开维修，又可以方便进气管与环形管的清洗。

进气管2为软管。

发酵罐罐体外部的进气管内部活动连接有细菌过滤器。具体为，在软管的外部，通过铁丝、卡环等物质将软管与细菌过滤器的两端固定连接。

进气管活动设有细菌过滤器，可进一步保证进气是无菌的，也可以方便细菌过滤器的拆卸，方便更换。

实施例3

请参阅图1和图4，一种液体发酵罐，包括，发酵罐罐体1，发酵罐罐体内安装有搅拌轴3，设于发酵罐罐体底部的环形管2，环形管内表面下侧设多个孔6。

搅拌轴3上设有生物传感器7。发酵罐罐体的顶部设有与生物传感器相配合的显示器。

生物传感器将数据信号通过信号转换器传输给控制电路，控制电路控制显示器反应出微生物发酵产品的浓度信息。

生物传感器为光电式生物菌悬液浓度传感器，光电式生物菌悬液浓度传感器将光信号转变为电信号。模数转换器将电信号转变为数字信号。

生物传感器为可拆卸的，使用时，可根据经验将生物传感器在微生物将要达到预定浓度时，再将生物传感器放入。因微生物发酵时间较长，可拆卸的设计，便于节约成本。

生物传感器7的设计，可以时时监测发酵罐内微生物发酵产品的发酵程度，便于及时停止发酵，提升效率，减少能耗。

实施例4

请参阅图1，一种液体发酵罐，包括，发酵罐罐体1，发酵罐罐体内安装有搅拌轴3，设于发酵罐罐体底部的环形管2，环形管内表面下侧设多个孔6。

设计不同的液体发酵罐，液体发酵罐之间的差别仅在于将孔与环形管横截面夹角设为10°、15°、20°、25°、30°、35°、35°、45°、60°，即孔下斜度数不同。

图9为本实用新型不同孔下斜度数，乳双歧杆菌(厌氧菌)发酵时，罐内氮气含量，说明孔与环形管横截面夹角设为30°时，罐内的氮气含量最低，乳双歧杆菌(厌氧菌)增殖快且产量大。

图10为本实用新型不同孔下斜度数，枯草芽孢杆菌(好氧菌)与乳双歧杆菌(厌氧菌)发酵时，气体分散时间，说明不管是枯草芽孢杆菌(好氧菌)发酵还是乳双歧杆菌(厌氧菌)发酵，孔与环形管横截面夹角设为30°时，气体分布时间(气体达到罐内所需气体浓度)是最快的。

图11为本实用新型不同孔下斜度数，枯草芽孢杆菌(好氧菌)与乳双歧杆菌(厌氧菌)发酵时，发酵完成时，发酵液产菌量图。说明不管是枯草芽孢杆菌(好氧菌)发酵还是乳双歧杆菌(厌氧菌)发酵，孔与环形管横截面夹角设为30°时，发酵液产菌量是最高的。

图12为本实用新型不同孔下斜度数，枯草芽孢杆菌(好氧菌)与乳双歧杆菌(厌氧菌)发酵时，发酵完成时，菌泥产量。说明不管是枯草芽孢杆菌(好氧菌)发酵还是乳双歧杆菌(厌氧菌)发酵，孔与环形管横截面夹角设为30°时，菌泥产菌量是最高的。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。