一种转轴式固态发酵罐制造技术

本实用新型专利技术公开了一种转轴式固态发酵罐，包括发酵罐体、支架、转动搅拌传质传热装置和驱动装置；发酵罐体和转动搅拌传质传热装置均固定在支架上，转动搅拌传质传热装置由驱动装置驱动。本实用新型专利技术的转轴式固态发酵罐，在发酵过程中，固态发酵罐内部可雾化补水，水分均匀，湿度控制精度高。发酵罐外部的夹套和内部的搅拌轴、搅拌桨叶内都可以进行蒸汽或冷却水的循环流动，在适当的搅拌下，固体培养基与菌种充分接触，而且加快了固体培养基内部热量的散发，在通气条件下提高了热交换效率，温度控制精度高。同时实现了固体培养基在位灭菌，避免了培养基离位灭菌后移入固态发酵罐时再接触外部环境，从而降低了对环境的要求，发酵罐可安装在非净化区的实验室或车间，而且省却了配置培养基消毒设备的必要，这些都可以达到节省投资的效果。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于生物反应器
，具体涉及一种转轴式固态发酵罐。
技术介绍
目前，根据发酵工艺过程中培养基物理性状的不同，将发酵方式分为液态发酵和固态发酵两大类。传统的固态发酵技术起源于中国，距今已有几千年前的历史，其发酵技术比较粗放，不要求严格的无菌条件，其所使用的设备构造简单，甚至只需开挖窖池即可进行发酵。现代固态发酵相比传统固态发酵已经发生了很大的变化，可以实现限定微生物的纯种集约化培养。现代发酵在具有密闭容器的固态发酵罐内进行，需要无菌处理发酵原料，采用单一菌株纯种或限定菌株混合发酵。固态发酵所用培养基气固表面积大，微生物易于生长，而且因为微生物是在最接近自然状态的情况下生长，因此可以产生一些在液态发酵时不会产生的酶或者其他代谢产物，特别是许多丝状真菌，只有在固态发酵时才能达到最佳的生长和代谢水平。另外，固态发酵的产量较液态发酵高，而且后处理简便、污染少，基本无废水排放。由于具有这些特点， 随着科学技术的发展以及可持续发展的影响，国内外越来越重视固态发酵技术的研究和开发，并且取得了很大进展。作为固态发酵技术的重要支撑平台，固态发酵设备对固态发酵技术的研发起着举足轻重的作用。现有固态发酵设备主要有浅盘式、柱塔式、传送带式、转鼓式、机械搅拌筒柱式等结构形式。对于现有固态发酵设备，固体培养基一般需要借助外部消毒设备进行灭菌(即离位灭菌)后再投入固态发酵设备中，为避免二次污染，对固态发酵设备所处环境的要求比较高，一般要求具备一定的洁净度。固态发酵所利用的固体培养基既是微生物生长代谢的碳源和能源，也是微生物生长的微环境。因为没有或几乎没有游离水的存在，固态发酵主要是依靠气体进行热量、营养物质和产物的传递的，交换效率非常低。因此，要为微生物固态发酵提供适宜的生长环境，固态发酵罐就需要具有良好的搅拌、 通气、散热和冷却系统，要能够进行无菌操作。而固体培养基散热、传质困难的问题一直困扰着现有固态发酵罐，从而也制约了现代固态发酵技术的快速发展。
技术实现思路
专利技术目的针对现有技术中存在的不足，本技术的目的是提供一种转轴式固态发酵罐，以实现有效解决固态发酵罐散热、传质以及灭菌困难等问题。技术方案为了实现上述专利技术目的，本技术采用的技术方案为一种转轴式固态发酵罐，包括发酵罐体、支架、转动搅拌传质传热装置和驱动装置；发酵罐体和转动搅拌传质传热装置均固定在支架上，转动搅拌传质传热装置由驱动装置驱动；所述的发酵罐体为卧式圆柱形罐体，包括内筒，在内筒上设有夹套，在内筒的一端设有端盖，另一端设有筒底；在罐体上还设有排气口、温度传感器接口、取样口、湿度传感器接口、进气口、补水口、带视镜手孔、灯镜和接种口 ；所述的转动搅拌传质传热装置包括搅拌轴和设在内筒内的搅拌组件，以及设在内筒外的外接头、内气管和旋转接头；所述的搅拌轴为一端封闭的管体，由内管和外管组成， 内管套装在外管内，形成内腔体和外腔体；所述的搅拌组件包括内接管、外接管和中空的搅拌桨叶，所述的内接管连通内腔体和搅拌桨叶，所述的外接管连通外腔体和搅拌桨叶；所述的内气管套装在旋转接头内，外接头连结旋转接头和外管，使外腔体与外设的蒸汽和冷却水管路连接，内气管与内管相连，通过内接头密封，使内腔体与外设排放管路连接；在所述的外接头上设有从动齿轮或从动链轮，与驱动装置相连，在搅拌轴上设有轴承，所述的轴承由轴承座制成，所述的轴承座连接在筒底和支架之间。所述的驱动装置为链条传动系统，包括减速电机、主动链轮、滚子链条和从动链轮，从动链轮设在外接头上，主动链轮与减速电机相连，减速电机通过固定板固定在支架的靠近底部位置，主动链轮和从动链轮以滚子链条连接。在所述的主动链轮、滚子链条和从动链轮外围设有护罩。在所述的夹套底部设有夹套进口，在靠近夹套顶部位置设置夹套出口。所述的夹套包裹在内筒上，除内筒顶部及靠近顶部位置。所述的端盖通过法兰、轴耳和轴销的配合使用与内筒相连，在端盖上设有把手；所述的排气口、温度传感器接口和取样口均设在端盖上。所述的湿度传感器接口、进气口和补水口设在筒底上。所述的带视镜手孔、灯镜和接种口均设在内筒顶部或靠近顶部位置。所述的搅拌桨叶与外接管成45°的角度连接。所述的内接头为中空的柱体内接头，在其外周设有若干凹槽，内接头套装在内管和外管之间，通过密封圈与连通的内管和内气管密封。有益效果与现有技术中的固态发酵罐相比，本技术的转轴式固态发酵罐具有的显著优点包括在发酵过程中，固态发酵罐内部可雾化补水，水分均勻，湿度控制精度高。发酵罐外部的夹套和内部的搅拌轴、搅拌桨叶内都可以进行蒸汽或冷却水的循环流动， 在适当的搅拌下，固体培养基与菌种充分接触，而且加快了固体培养基内部热量的散发，在通气条件下提高了热交换效率，温度控制精度高。同时实现了固体培养基在位灭菌，避免了培养基离位灭菌后移入固态发酵罐时再接触外部环境，从而降低了对环境的要求，发酵罐可安装在非净化区的实验室或车间，而且省却了配置培养基消毒设备的必要，这些都可以达到节省投资的效果。另外，本装置结构紧凑，操作方便且节省空间。具有很好的实用性， 能够产生较好的经济效益和社会效益。附图说明图1是转轴式固态发酵罐的结构示意图；图2是图1中I处局部放大图；图3是内气管34的结构示意图；图4是转轴式固态发酵罐的侧视图；图5是搅拌轴组件11的结构示意图；图6是搅拌轴组件11的侧视图；图7是内接头35的侧视图。具体实施方式下面结合具体附图对本技术做进一步的说明。如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，转轴式固态发酵罐包括发酵罐体、支架15、转动搅拌传质传热装置和驱动装置。发酵罐体为卧式圆柱形罐体，包括内筒9，内筒9的一端焊接筒底13，另一端焊接法兰7，法兰7与端盖1通过轴耳40和轴销41装配在一起，法兰7和端盖1之间以密封圈 6进行密封，内筒9外周分布有夹套10，因为固体物料不会接触内筒9的顶部，因此夹套10 优选只包覆内筒9的中下部。筒底13开有轴孔，轴孔中心B竖直向下偏离内筒中心A，轴孔周围均布固定轴承座25的螺丝孔，筒底13还设有进气口 28、补水口四和湿度传感器接口 14，端盖1设有把手4，另外还设有排气口 2、温度传感器接口 3和取样口 5，取样口 5靠近内筒9的底部，内筒9顶部设有带视镜手孔30、灯镜31，并根据内筒9的长度沿轴向均勻设置若干个接种口 43，以确保向固体培养基均勻接种，夹套10底部设一个夹套进口 12，上部接近边缘相对的两个位置各设一个夹套出口 42。打开端盖1后可以将固体培养基装入，也可以将发酵结束的固体物料卸出，由于操作面大，操作十分方便。取样口 5和接种口 43均配有硅橡胶塞，需要进行相关操作时可使用灭过菌的插针进行穿刺。卧式圆柱形的罐体安装固定在支架15上，可采用螺栓连接或焊接等方式，支架15 用方管、角钢和槽钢等材料焊接而成，其底部支撑面略大于设备整体的投影面，确保设备稳固。转动搅拌传质传热装置包括搅拌轴8和设在内筒9内的搅拌组件11，以及设在内筒9外的外接头33、内气管34和旋转接头22。搅拌组件11包括搅拌轴8，搅拌轴8是具有内、外两个腔体的中空结构，搅拌轴8在发酵罐内部的部分根据内筒9和搅拌桨叶48的长度纵向均布若干个矩形中空的单叶片搅拌桨叶48，这些搅拌桨叶48在搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章金元，柯明，丁春华，石建伟，
申请(专利权)人：江苏海华生物科技有限公司，镇江东方生物工程设备技术有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：