一种固液分离式发酵罐的制作方法

本发明属于混合发酵，尤其涉及一种固液分离式发酵罐。

背景技术：

1、发酵罐作为一种微生物培育反应器能对物料进行混合均匀，使气体在液相中很好的涣散，使固体颗粒在液体中均匀悬浮，使不均匀的另一液相均匀悬浮或充沛乳化，强化物料相间的传质，传热。微生物发醇罐在现在的工业运用上十分常见，取代了传统的培育瓶、酱缸和酒窖等发酵容器，很好的提高功率和产量。

2、过去的发酵罐通常不带分离功能，需要进行二次转移使用分离设备进行分离，这样会导致发酵液分离的过程中污染的概率增大，从而导致发酵液报废，产生一定风险，因此，现有技术逐渐发展中，逐步发展出可以直接进行分离的发酵罐，采用的技术一般是沉降式分离、过滤式分离和离心式分离等分离方式，沉降式分离的优点是结构简单，成本极低，缺点是分离效果差，分离效率低；过滤式分离的优点是结构简单，成本较低，分离效果好，缺点是分离效率低，容易堵塞；离心式分离分离效率高，但成本较高，且分离效率一般，并且难以做到连续分离，例如，在专利号：cn 113546463b中一种固液分离式发酵罐的发明中，使用者下拉空心推杆,由于气压的作用，内置发酵桶上部的过滤口与圆盘的空隙对流，内置发酵桶过滤口的残渣进入内置发酵桶的上部，圆盘空隙处的残渣在气压的作用下进入分离装置内部,过滤液在分离装置外部与外置罐壳内部的夹缝中，不仅完成了分离工作，而且能够通过气压大量减少过滤残渣的残留，该发明利用离心分离方式对发酵液进行分离过滤，并对残渣进行清除，效率较高，但是该结构仍存在一定不足之处，离心式分离本身的缺陷并没有得到很好的解决，即分离度较低，不能进行连续作业，对于剩余残渣的清除也不够彻底，并且，一些发酵产物在高速离心的过程中会因为受力的作用导致发酵产物中的微生物死亡，从而导致发酵液被污染，使得发酵液的纯度降低，因此我们提出一种固液分离式发酵罐。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种固液分离式发酵罐。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明为一种固液分离式发酵罐，包括支腿和罐体，所述支腿固定在地面上，所述罐体固定设置在支腿的顶部，所述罐体内部固定设置有发酵仓，所述发酵仓的底部固定设置有分离仓；

4、所述分离仓内部设置有分离系统，所述分离系统包括滤液层、分流管、出液管，所述滤液层固定设置在分离仓的内部，所述分流管固定设置在分离仓的侧面，所述出液管固定设置在分流管的底部并延伸至罐体的外部；

5、所述分离仓的顶部设置有进料系统，所述进料系统包括一级分离仓、初筛网、下料管、导流罩、弹性控制柱、导流板，所述一级分离仓固定设置在分离仓的顶部，所述初筛网固定设置在一级分离仓的内部，所述下料管固定设置在一级分离仓的底部，所述导流罩固定设置在下料管的底部，所述弹性控制柱固定设置在导流罩的内部，所述导流板固定设置在弹性控制柱的底部；

6、所述分离仓内部设置有过滤系统，所述过滤系统包括固定滤网、固定转轴、固定支架、离心杆、旋转滤网、固定刮刀、引流板、密封块，所述固定滤网固定设置在分离仓的内部，所述固定转轴固定设置在固定滤网的顶部，所述固定支架的近端固定设置在固定转轴的侧面，所述离心杆固定设置在固定转轴的底部，所述旋转滤网固定设置在固定支架的远端，所述固定刮刀固定设置在离心杆的两侧，所述引流板固定设置在旋转滤网的侧面，所述密封块固定设置在固定滤网的顶端。工作时，现有技术利用离心分离方式对发酵液进行分离过滤，并对残渣进行清除，效率较高，但是该结构仍存在一定不足之处，离心式分离本身的缺陷并没有得到很好的解决，即分离度较低，不能进行连续作业，对于剩余残渣的清除也不够彻底，并且一些发酵产物在高速离心的过程中会因为受力的作用导致发酵产物中的微生物死亡，从而导致发酵液被污染，使得发酵液的纯度降低，本技术方案能够解决以上问题。具体的工作方式如下，首先，原料在发酵仓中进行发酵，在发酵过程结束后，发酵液进入分离仓顶部的进料系统，发酵液首先进入一级分离仓，在一级分离仓内部进行初步分离，通过初筛网首先进行大分子蛋白和部分微生物的初步分筛，然后经过初步分筛的发酵液通过下料管进入导流罩内部，在重力的作用下，通过弹性控制柱，将导流罩与导流板分开，发酵液沿着导流罩与导流板的缝隙，顺着导流板冲击到旋转滤网的内壁上，与此同时，固定转轴进行转动带动旋转滤网和离心杆进行旋转，将发酵液进行离心，在离心力的作用下，发酵液通过侧面的旋转滤网和固定滤网进行固液相分离，液相发酵物通过旋转滤网和固定滤网进入到滤液层，然后通过分流管并入到出液管中传输到罐体的外部，其中引流板可以将进入滤液层的发酵液进行导流到分流管中，从而提高转运效率，固定支架为镂空材质，使得发酵液可以从旋转滤网进入到固定滤网内部，实现多级过滤，并且通过两道离心，保证发酵液的离心力是线性增加，不会因发酵液中微生物所受离心力过大而导致微生物的大量死亡，极大的提高了过滤后发酵产物的纯度，将过滤和离心相结合，吸取了两种方式的优点，即同时提高了分离效果和分离效率。

7、进一步地，所述固定转轴的侧面设置有密封管，所述密封管内部转动设置有传动轴，所述传动轴的一端固定连接至固定转轴，所述传动轴的另一端固定设置有离心电机，离心电机是动力端，承担了发酵液离心过程中的动力驱动，从而保证发酵液分离工作的顺利进行。

8、进一步地，所述罐体的底部固定设置有底盒，所述底盒内部固定设置有下料系统，所述下料系统包括储油仓、液压泵、底座、液压仓、顶盖、机械密封、下料口，所述储油仓固定设置在底盒的内部，所述液压泵固定设置在储油仓的顶部，所述底座固定设置在罐体的内部底面，所述液压仓固定设置在底座的内部，所述顶盖设置在液压仓的顶部，所述机械密封固定设置在底座的顶部，所述下料口固定设置在顶盖的侧面，通过下料系统中的储油仓、液压泵、底座、液压仓、顶盖、机械密封、下料口对经过过滤后的固相发酵物进行转运，由于其干度较高，并且在离心力的作用下部分残留在固定滤网的内壁上，通过固定刮刀将残留物刮掉至顶盖的顶部，此时分离仓底部仍然处于密封状态，液压泵将液压油从液压仓运送至储油仓，此时液压仓油液位下降，顶盖也随之下降，固相发酵物从顶盖与固定滤网之间的缝隙在离心力的作用下被运送到下料口内部，通过下料口转运出发酵罐，然后液压泵对液压仓加压，将顶盖位置恢复，继续进行发酵液的分离。

9、进一步地，所述旋转滤网的侧面固定设置有清料系统，所述清料系统包括刮刀电机，伸缩杆、旋转刮刀，所述刮刀电机固定设置在分离仓的顶部，所述伸缩杆转动设置在刮刀电机的侧面，所述旋转刮刀固定设置在伸缩杆的底部，通过清料系统中刮刀电机，伸缩杆、旋转刮刀的设置可以对旋转滤网的内壁上的附着物进行清除，使其掉落到顶盖的顶部，从而实现固液相发酵物的分离。

10、进一步地，所述一级分离仓的顶部固定设置有进液管，所述进液管的内部固定设置有控制阀，所述进液管的顶部固定设置有分隔板，所述进液管的顶部延通过分隔板延伸至发酵仓的内部，所述发酵仓的顶部固定设置有罐顶密封盖，通过分隔板将发酵仓和分离仓分开，保证了发酵罐的正常运行，通过设置进液管的内部的控制阀可以对进料系统的进料流量进行调整，从而保证分离效果。

11、进一步地，所述发酵仓的内部转动设置有搅拌器，所述搅拌器的顶部固定设置有搅拌电机，所述罐体的顶部固定设置有空滤，所述罐体的顶部固定设置有进料管，所述罐体的正面固定设置有检修口，所述检修口的顶部固定设置有液位计，通过空滤实现空气的净化与过滤，保证发酵仓内部发酵液的正常发酵，进料管用于物料的添加，检修口用于在长时间使用或在发生故障时对分离仓内部进行检修和零部件的更换，使用十分方便。

12、本发明具有以下有益效果：

13、1、本发明通过分离系统可以对发酵液通过离心进行分离，并通过下料系统将固相与液相发酵物进行分开传送，很好的解决了固液相分离效果差的问题，并将过滤和离心相结合，吸取了两种方式的优点，即同时提高了分离效果和分离效率，并且通过一级分离仓、旋转滤网和固定滤网三道三道分离工序，补单保证了分离效果，并且使发酵液的离心力是线性增加，不会因发酵液中微生物所受离心力过大而导致微生物的大量死亡，极大的提高了过滤后发酵产物的纯度。

14、2、本发明通过清料系统对过滤式离心的问题进行解决，即在过滤式离心导致的固相发酵物由于离心力附着在滤网上，需要对其进行清理并与液相发酵物进行分离，通过刮刀将其刮下，从而进一步提高固液相的分离度，并通过多个系统进行配合，实现多种分离方式应对不同发酵液和不同流量的多种需求。

15、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。