发酵罐、制备益生菌的设备系统和制备益生菌的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种发酵罐、制备益生菌的设备系统和制备益生菌的方法，发酵罐的电机位于罐体的下方通过磁力搅拌，使得开罐清洗以及去除结垢可以方便进行。制备益生菌的设备系统包括发酵罐、过滤装置、冻干装置、粉碎器和搅拌器，其中过滤装置增加了热交换器，并且采用无机陶瓷材料经特殊工艺制备而成的陶瓷膜，使用时通过错流过滤、压力驱动的方式，达到分离、浓缩和纯化的目的；冻干装置包括深冷冰箱和冻干机，冻干机的温度传感器固定在物料盘的侧壁上。制备益生菌时，物料的冻结步骤在深冷冰箱中进行，而物料的干燥过程在冻干机中进行，降低了耗能，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发酵罐以及制备益生菌的设备系统和方法。
技术介绍
益生菌是指通过改善机体微生物和酶的平衡，刺激特异性或非特异性免疫机制， 对人和动物机体有医疗和保健效果的微生物。目前，益生菌制品的生产工艺主要有两种，即固体发酵法和大罐液体深层发酵法。 固体发酵法是把益生菌接种到固体培养基上进行发酵培养的发酵法，目前我国大多数益生菌产品都是采用该生产方法；其优点是相对管理比较粗放，具有生产工艺简单，投资少的特点，但同时具有易受杂菌污染、菌体含量不易控制、产品质量不稳定的缺点。大罐液体深层发酵法是采用现代发酵技术，将益生菌菌种接种到反应器中进行通风培养的发酵法，该发酵法对整个发酵过程都可以进行精细的过程控制，具有便于无菌操作、容易控制菌体含量、产品质量稳定的特点，更适合工业化生产。其一般工艺流程是菌种接种培养一种子罐培养一发酵罐发酵培养一排放培养液一收集菌体一加入适量载体和保护剂一干燥一粉碎一过筛一稀释混合一成品包装一质检一益生菌产品。采用大罐液体深层发酵技术的制备益生菌的设备系统一般包括发酵罐、过滤器、 冻干装置、粉碎装置和搅拌器等。其中当菌料在发酵罐中发酵培养时，现有发酵罐的搅拌电机位于罐体的顶部，设有搅拌桨叶的杆轴与电机转轴相连后伸入罐体内进行搅拌，但是电机安装在罐体顶部使得搅拌罐很难拆卸，而且开罐清洗困难，如果长期积垢的话将影响产品质量。在对发酵罐中发酵培养完毕获得的发酵液收集菌体并进一步冻干时，中国专利文献CN 1245087C (申请号02144963. 5)采用的是离心分离方法，将发酵液在0°C 20°C、转速为6000 15000转/分钟的条件下离心处理，得到离心沉淀物，将此沉淀物在无菌条件下与菌体冻干保护剂均勻混合后送入冻干机中进行进一步的冻干处理。上述离心分离的原理是离心机产生相当高的角速度，使离心力远大于重力，于是发酵液中的悬浮物便易于沉淀析出；但是离心分离的方法存在活菌损耗量过大的问题，而且离心后的菌泥还需要用无菌水洗涤，增加了工艺步骤。上述制备益生菌的技术在进行冷冻干燥(简称冻干)操作时，是直接将收集的离心沉淀物与菌体冻干保护剂送入冻干机中，在冻干机中完成冻干步骤。前述物料的冻干过程经过冻结和干燥两个阶段，物料首先冻结成固态，然后冻结物经过第一阶段升华干燥(即将物料中的冰晶以升华方式除去)和第二阶段解析干燥(即将残留于物料的水分在较高温度下蒸发一部分)，使残余水分达到预定要求而完成冻干过程。但是冻干机比较昂贵，并且干燥过程中的能耗较大，因此加工成本较高。在对冻干后获得的物料粉碎时，现有粉碎工艺所用的粉碎机存在粉碎后的颗粒大小不均勻的问题，以致在接下来的过筛过程中不能充分筛滤出高活力菌种，大大降低了生产效率。在对粉碎过筛后的物料稀释混合时，现有工艺搅拌时采用螺旋搅拌的方法，存在物料搅拌不均勻的问题，以致损耗部分活菌，影响最终产率，而且螺旋桨叶清洗也比较麻烦。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种发酵罐以及活菌损耗低、终产品活菌含量较高且能耗较低的制备益生菌的设备系统和方法。实现本专利技术第一目的的技术方案是一种发酵罐，包括罐体、电机、搅拌轴、搅拌桨叶、支架和底座，还包括外磁钢，内磁钢、横梁和轴承，罐体由支架固定支撑而与底座的上表面相离；电机设置在罐体的下方，电机的输出轴通过联轴器与传动轴的下端相联，传动轴的上端与外磁钢固定连接，与外磁钢相对的内磁钢设置在罐体的罐主体内，外磁钢与内磁钢由罐体隔离；横梁水平设置在罐体的罐主体的上端口下方，横梁的中间部位设有轴承座，轴承固定安装在轴承座上；搅拌轴在罐主体内上下向设置，搅拌轴的轴身上从上至下设有2 至4层搅拌桨叶，搅拌轴的下端与内磁钢固定连接，上端与轴承连接，从而搅拌轴通过轴承和与轴承座转动连接在横梁上。上述罐体包括罐主体和上盖，罐主体的下部设有出料口，上盖的顶部设有进料口和出气口 ；搅拌轴位于罐主体的内腔中央，并且搅拌轴、外磁钢和内磁钢同轴线设置；所述轴承为陶瓷轴承；罐主体内还设有进水管，进水管的一端出水口位于罐主体的底部，另一端进水口从罐主体的上部侧壁伸出罐主体，进水管靠近罐主体的内壁设置，不与搅拌桨叶接触。实现本专利技术第二目的的技术方案是一种制备益生菌的设备系统，包括发酵罐、过滤装置、冻干装置、粉碎器和搅拌器，所述粉碎器是对冻干后的含有益生菌物料进行粉碎得到颗粒状物料的装置，搅拌器是对粉状辅料和粉碎后的颗粒状物料进行混合而得到成品的直ο发酵罐包括罐体、电机、外磁钢，内磁钢、搅拌轴、搅拌桨叶、横梁、轴承、支架和底座，罐体由支架固定支撑而与底座的上表面相离；电机设置在罐体的下方，电机的输出轴通过联轴器与传动轴的下端相联，传动轴的上端与外磁钢固定连接，与外磁钢相对的内磁钢设置在罐体的罐主体内，外磁钢与内磁钢由罐体隔离；横梁水平设置在罐体的罐主体的上端口下方，横梁的中间部位设有轴承座，轴承固定安装在轴承座上；搅拌轴在罐主体内上下向设置，搅拌轴的轴身上从上至下设有2至4层搅拌桨叶，搅拌轴的下端与内磁钢固定连接，上端与轴承连接，从而搅拌轴通过轴承和与轴承座转动连接在横梁上。过滤装置包括储液罐、热交换器、陶瓷膜过滤器、离心泵、料液输送管路、过滤液回收管路、放料管路、残余物料出口管路和管路上的各个阀门；储液罐包括罐体和上盖，罐体的底部设有出料口，出料口与料液输送管路的相应的进料端口密封固定连接，通过管路依次与热交换器和陶瓷膜过滤器相连，上盖上设有回料口，回料口与料液输送管路的相应的出料端口密封固定连接。所述热交换器包括内管、套在内管外的外壳，内管和外壳之间形成冷却水室；外壳上设有位于上端的进水口和位于下端的出水口，进水口与冷水机的出水口相连；内管的下端为进料端口，上端为出料端口。所述陶瓷膜过滤器包括外壳和陶瓷滤芯，陶瓷滤芯设置在外壳内，在陶瓷滤芯和外壳之间留有用以容纳过滤液空隙；外壳的外侧壁上设有过滤液的位于外侧下部的下出口和位于外侧上部的上出口，所述下出口通过管道与位于下侧的下侧过滤液回收管路相连通，上出口通过管道与位于上侧的上侧过滤液回收管路相连通。离心泵的进料口通过管路与储液罐的出料口相连。冻干装置包括深冷冰箱和冻干机，冻干机的温度传感器固定在物料盘的侧壁上， 并且位于侧壁的上下向的中间位置；温度传感器的探测端位于物料盘内部，朝向物料盘外侧的一端与电缆连接，电缆的另一端与电缆接头连接后与冻干机的温度测定控制系统的接头相连。所述发酵罐的罐体包括罐主体和上盖，罐主体的下部设有出料口，上盖的顶部设有进料口和出气口 ；搅拌轴位于罐主体的内腔中央，并且搅拌轴、外磁钢和内磁钢同轴线设置；所述轴承为陶瓷轴承；罐主体内还设有进水管，进水管的一端出水口位于罐主体的底部，另一端进水口从罐主体的上部侧壁伸出罐主体，进水管靠近罐主体的内壁设置，不与搅拌桨叶接触。所述过滤装置的热交换器还包括下侧连接套组件和上侧连接套组件；热交换器的外壳由其下端板密封焊接固定在内管的外侧的下端部位上，外壳由其上端板密封焊接固定在内管的外侧的上端部位上，从而在内管和外壳之间形成冷却水室。内管的下端向下伸出外壳，且其外壁上设有外螺纹，下侧连接套组件由其连接套旋合在内管的下端的外螺纹上。内管的上端为出料端口，向上伸出外壳，且其外壁上设有外螺纹。上侧连接套组件由其连接套旋合在内管的上端的外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉朱可夫，
申请(专利权)人：常州益菌加生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：