一种干酵母复水活化罐的制作方法

1.本实用新型涉及发酵工业生产技术领域，尤其涉及一种干酵母复水活化罐。


背景技术：

2.随着科学技术的快速发展，干酵母由于具有易保存、运输方便等特点，开始被大量应用于发酵工业，如啤酒、白酒、葡萄酒、黄酒等行业。
3.通常，干酵母生产过程包括细胞增殖、脱水或干燥、真空包装等步骤。干酵母制备过程会给酵母细胞造成一定的损伤，所以在发酵使用前需先进行复水活化以重新激活酵母活力。这一步骤必须尽可能以温和的方式进行，以防止给酵母细胞造成二次伤害，保证复水活化后的酵母细胞具有较强的活力。
4.现有的复水活化技术一般是：在水桶中加入干酵母后，加水浸泡即接入活化罐活化，或者把干酵母直接投入活化罐活化，活化完成后，使用排液泵将活化液排出活化罐。因为在上述过程中会产生大量泡沫，而泡沫的大量堆积则会引起泡沫溢罐染杂菌，为了解决这一问题，现有的活化罐往往使用机械方式消除泡沫，例如螺旋叶片和刺针。但是消除泡沫的过程中，机械方式消除泡沫所产生的机械应力对酵母细胞会造成二次伤害，并且，排液泵同样也会对酵母细胞产生机械应力伤害。同时，现有的活化罐无法精准控制活化温度，且不能实时监控活化效果，导致复水活化后的部分干酵母菌种活性较低，不利于后续的发酵与生产。
5.基于以上所述，亟需一种干酵母复水活化罐，能够减小活化过程和排液过程中对酵母细胞产生的机械应力损伤，能够精准控制活化温度，并且方便操作人员实时监测干酵母活化效果。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种干酵母复水活化罐，能够减小对酵母产生的机械应力损伤，能够精准控制活化温度，并且方便操作人员实时监测干酵母活化效果。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种干酵母复水活化罐，包括：罐体；搅拌装置，上述搅拌装置包括变频电机、转轴和弧叶桨式叶片，上述变频电机固定设置在上述罐体的顶部，上述转轴的一端穿过上述罐体的顶部与上述变频电机的输出端传动连接，上述转轴的另一端伸入上述罐体的底部，上述弧叶桨式叶片位于上述罐体内并连接在上述转轴上；观察装置，上述观察装置包括透明视镜，上述透明视镜设置在上述罐体的顶部；控温装置，上述控温装置包括加热装置和冷却装置，上述加热装置和上述冷却装置设置在上述罐体的外壁上；排液装置，上述排液装置包括排液管和压缩空气管，上述排液管与上述罐体的底部相连通且上述排液管上设置有开关阀，上述压缩空气管与上述罐体的顶部相连通。
9.可选地，上述控温装置还包括保温结构，上述保温结构套设在上述罐体上，上述保温结构中设置有用于容纳上述加热装置的第一空间和用于容纳上述冷却装置的第二空间。
10.可选地，上述保温结构包括不锈钢壳体和保温填充料，上述保温填充料填充在上述不锈钢壳体的夹层内。
11.可选地，上述罐体内设有温度传感器、液位检测器和压力传感器。
12.可选地，至少两个上述弧叶桨式叶片沿上述转轴的轴向方向固定连接在上述转轴上。
13.可选地，上述加热装置包括电加热夹套；和/或，上述冷却装置包括酒精水冷却夹套。
14.可选地，上述酒精水冷却夹套的一端设有进液口，另一端设有排液口。
15.可选地，上述排液管上连通有呈“u”字形的低位管路。
16.可选地，上述罐体的顶部设置有环形固定框架，上述透明视镜套设在上述环形固定框架中。
17.可选地，上述罐体包括直筒中部和弧形底部，上述弧形底部与上述直筒中部的底端平滑连接。
18.本实用新型所提供的干酵母复水活化罐的有益效果在于：该干酵母复水活化罐中的搅拌装置采用弧叶桨式叶片，能够在消除泡沫的同时减小对酵母细胞的机械应力损伤，并且使用变频电机也能够控制转轴转速进一步减小对酵母细胞的伤害；该干酵母复水活化罐中的排液装置通过使用气压推动活化液排出，相比于传统的泵压技术，避免了传统的排液泵对酵母细胞的机械应力损伤；该干酵母复水活化罐中还设置了控温装置和观察装置，能够通过加热和降温精确控制活化温度，并且方便操作人员通过观察装置观察该干酵母复水活化罐中的活化情况，更精准地控制活化过程。
附图说明
19.图1是本实用新型所提供的干酵母复水活化罐的立体图；
20.图2是本实用新型所提供的干酵母复水活化罐的俯视图；
21.图3是本实用新型所提供的干酵母复水活化罐的安装有搅拌叶片的转轴的示意图；
22.图4是本实用新型所提供的干酵母复水活化罐的正视图；
23.图5是本实用新型所提供的干酵母复水活化罐的内部示意图。
24.图中：
25.1、罐体；2、变频电机；3、转轴；4、弧叶桨式叶片；5、透明视镜；6、加热装置；7、冷却装置；8、排液管；9、压缩空气管；10、保温层；11、低位管路；12、清洁管；13、洗球；14、接种口。
具体实施方式
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
29.下面参照图1至图5介绍本实用新型所提供的干酵母复水活化罐。该干酵母复水活化罐用于干酵母细胞的复水活化，具有泡沫消除功能和温度控制功能，使用时内部会进行增压处理，使酵母细胞处于适于活化和培育的有压环境。
30.具体地，如图1所示，该干酵母复水活化罐主要包括罐体1以及设置在罐体1上的搅拌装置、观察装置、控温装置和排液装置。其中，罐体1可采用方便搅拌活化液的回转体形状，例如圆柱形或胶囊形。可选地，在本实施例中，如图2所示，罐体1的中部为圆筒状，方便活化液旋转，顶部设置有平面，能够方便在罐体1的顶部平面上安装相关结构，例如接种口14等常见结构。
31.参照图3和图5所示，搅拌装置包括变频电机2、转轴3和安装在转轴3上的弧叶桨式叶片4。其中，变频电机2固定设置在罐体1的顶部，转轴3的一端穿过罐体1的顶部与变频电机2的输出端传动连接，转轴3的另一端伸入罐体1的底部，弧叶桨式叶片4位于罐体1内并连接在转轴3上。在搅拌时，变频电机2驱动转轴3，进一步带动安装在转轴3上的弧叶桨式叶片4转动使得活化液旋转，从而让活化液内的酵母细胞与氧气分布更均匀，有利于酵母细胞的复水活化，也能够消除活化过程中产生的泡沫。由于弧叶桨式叶片相比于传统的平直叶片，对酵母细胞的剪切力更小，能够避免因为搅拌时的机械损伤导致复水活化后的部分干酵母菌种活性较低。可选地，在本实施例中，在常见的平直叶片的基础上，既对叶片的形状进行弯折，也对叶片的边缘进行圆角处理以形成上述弧叶桨式叶片4，并在转轴3的末端均匀设置有至少两个弧叶桨式叶片4。当然，可以理解的是，在保证均匀活化液和消除泡沫的效果的前提下，弧叶桨式叶片4的设置数量和设置位置有多种设置方式，例如，还可以在转轴3的中部额外设置至少两个弧叶桨式叶片4，进一步增强搅拌效果，使得活化液更均匀，泡沫更少。因此，本实用新型中，不具体限定弧叶桨式叶片4的设置数量和设置位置，只要能够起到搅拌作用即可。
32.参照图2所示，观察装置包括透明视镜5，该透明视镜5设置在罐体1的顶部，操作人员透过透明视镜5能够观察到罐体1内活化液和泡沫，方便操作人员对活化过程进行调整。可选地，在本实施例中，透明视镜5采用玻璃制成，其直径为100mm，具有强度高、有利于罐体1的内部增压以及透明度也更好等优点。当然，在一些其他实施例中，也可以使用树脂镜片，只要能够使得操作人员观察到罐体1内活化液和泡沫即可。
33.参照图5所示，控温装置包括加热装置6和冷却装置7。加热装置6和冷却装置7设置在罐体1的外壁上，与罐体1直接进行接触式的热交换，用于调节罐体1内的复水活化温度，满足不同类型酵母的复水温度要求，提高复水活化的效率和效果。
34.参照图1、图2和图5所示，排液装置包括排液管8和压缩空气管9。其中，压缩空气管9设置在罐体1的顶部，在活化过程中，通过压缩空气管9向罐体1内增加气压，使得罐体1内的酵母细胞处于适于活化和培育的有压环境，同时也能够控制罐体1的含氧量。排液管8设置在罐体1的底部，并且排液管8上设置有开关阀，在活化过程中，开关阀处于关闭状态防止漏液。活化完成后，压缩空气管9进一步向罐体1内增加气压，并且打开排液管8上的开关阀，活化液在气压的推动下，经排液管8流向下游工序的设备，例如扩培罐等。相比于传统的排液泵，使用气压推动活化液，对活化完成的酵母细胞不会造成机械应力损伤，有利于后续的发酵与生产过程。
35.需要强调的是，上述提及的罐体1的顶部，既包括如上述实施例中的顶部平面，也包括罐体1的侧面的上部，其实质是指罐体1高于内部可容纳的最高液面的部分。例如在一些其他的实施例中，透明视镜5、压缩空气管9也可安装在罐体1的侧面的上部，既不影响观察效果，也不必担心活化液进入压缩空气管9。
36.使用时，示例性的，首先通过排液管8接入活化液，启动加热装置6或冷却装置7使得活化液处于适宜的温度，随后打开接种口14接种干酵母细胞，然后通过压缩空气管9进行备压(即增压至有压培育的环境)，使得菌种在较适宜的环境下进行复水活化。静置20min待干酵母部分复水后，打开变频电机2，变频电机2带动转轴3转动，从而带动弧叶桨式叶片4转动开始搅拌，搅拌过程中可通过透明视镜5实时监测干酵母细胞的复水活化效果。干酵母细胞复水活化完成后，通过压缩空气管9进一步向罐体1内增压(例如使罐体1内的压力达到1.0bar)，打开排液管8上的控制阀，将活化后的酵母液压出。当然可以理解的是，上述使用时的参数设置只是一种可选的方式，在一些其他实施例中，根据酵母种类的不同、活化液的不同等多种因素，可以使用不同的参数进行复水活化以及排液，都属于本实用新型所要保护的范围之内。
37.本实用新型所提供的干酵母复水活化罐中的搅拌装置采用弧叶桨式搅拌叶片，能够在消除泡沫的同时减小对酵母细胞的机械应力损伤，并且使用变频电机也能够控制转速进一步减小对酵母细胞的伤害；该干酵母复水活化罐中的排液装置通过使用气压推动活化液排出，相比于传统的泵压技术，避免了传统的排液泵对酵母细胞的机械应力损伤；该干酵母复水活化罐中还设置了控温装置和观察装置，能够通过加热和降温精确控制活化温度，并且方便操作人员通过观察装置观察该干酵母复水活化罐中的活化情况，更精准地控制活化过程。
38.可选地，如图4、图5所示，控温装置还包括保温结构10，保温结构10套设在罐体1上，保温结构10中设置有用于容纳加热装置6的第一空间和用于容纳冷却装置7的第二空间。保温结构10能够帮助加热装置6和冷却装置7维持罐体1内的温度，并且减少加热能耗。优选地，在本实施例中，保温结构10呈下半个“胶囊形”套设在罐体1上，并且第二空间在上、第一空间在下使得加热装置靠近“胶囊形”封闭的一端，减少热量直接对外传递，能够减少加热装置6的能耗。
39.具体地，保温结构10包括不锈钢壳体和保温填充料，保温填充料填充在不锈钢壳体的夹层内。可选地，保温填充料包括聚氨酯填充层，结构简单，制作方便。
40.进一步地，加热装置6包括电加热夹套，结构简单易于制作，冷却装置7包括酒精水冷却夹套，通过酒精的蒸发与凝结转移热量，能耗较少，冷却效果较好。如图5所示，在本实
施例中，加热装置6和冷却装置7分别采用电加热夹套和酒精水冷却夹套，且两者都为环形，套设在罐体1外，与罐体1具有较大的热接触面积，并且制热与制冷的效果更均匀。当然可以理解的是，在一些其他实施例中，也可以使用其他形状或其他方式的加热或制冷装置，只要能够加热和冷却活化液，都属于本实用新型的保护范围之内。
41.可选地，当使用酒精水冷却夹套时，酒精水冷却夹套的进液口和排液口分别设置在酒精水冷却夹套的两端。优选地，进液口设置在酒精水冷却夹套的下端，排液口设置在酒精水冷却夹套的上端，使得在使用时酒精水能够充满酒精水冷却夹套，增大接触面积，减慢酒精水的流速，充分吸收热量，增强冷却效果。
42.可选地，在一些实施例中，如图1和图2所示，罐体1的顶部设置有环形固定框架，透明视镜5套设在环形固定框架中，当然可以理解的是，在一些其他实施例中，也可以通过其他结构将透明视镜5安装在罐体1上，本实用新型中不具体限定透明视镜5的安装方式。优选地，该环形固定框架使得透明视镜5高于罐体1的顶面，使得在活化过程中，飞溅的液体或堆积的泡沫不易接触透明视镜5，影响观察效果。
43.进一步地，除了透明视镜5外，罐体1内还设置有温度传感器(例如pt100温度传感器)、液位检测器和压力传感器，能够方便操作人员进一步检测和控制活化过程。
44.可选地，在上述的任意实施例中，活化时罐体1内的内部工作压力优选为0.01bar-0.3bar，排液时的内部工作压力为0.3bar-1.0bar。可选地，在一些实施例中，罐体1的可承受最大压力应根据所连接的空压机设定，例如空压机最大额定压力为5bar，则罐体1的可承受最大压力应大于5bar，确保整个罐体1的安全性。
45.可选地，在上述的任意实施例中，如图4所示，排液管8上连通有呈“u”字形的低位管路11，通过该低位管路11，活化液可流入下游工序的设备，例如扩培罐。传统的直线形的管道在使用时，特别是从上游设备的底部向下游设备输入活化液时，直线形管道的下半部分会残留较多活化液，而呈“u”字形的低位管路11中由于较易在“u”字形的底部形成液封，方便使用压缩空气推动液面，因此仅仅会在“u”字形的底部残留活化液，较直线形的管道而言残留更少，下游设备的接种量更精确，且更易控制杂菌污染，也减少了浪费。
46.可选地，在一些实施例中，如图5所示，罐体1包括直筒中部和弧形底部，弧形底部与直筒中部的底端平滑连接，使得接缝处具有较光滑的表面，排液后不易残留活化液，更易控制污染，也减少了浪费。
47.进一步地，如图4所示，该干酵母复水活化罐还包括清洗结构，具体包括清洁管12和洗球13，清洁管12的一端与cip系统(cleaning in place，就地清洗系统)连接，另一端穿过罐体1的顶部并在罐体1内与洗球13连接，洗球13上设有多个喷孔方便对罐体1的内部的不同位置进行清洁。通过设置清洁管12和洗球13，能够方便地对罐体1内部进行清洗，防止杂菌干扰。
48.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。