一种多功能生物发酵反应器的制作方法

1.本实用新型属于生物发酵技术领域，具体涉及一种多功能生物发酵反应器。


背景技术：

2.目前市场上的生物发酵罐，多为传统生物发酵工业设计，常见的发酵罐分为固体发酵罐和液体发酵罐；发酵罐根据容积和用途不同，分为种子罐(菌种发酵罐)和发酵罐；发酵罐根据需氧类型的不同又分为通风式发酵罐和厌氧发酵罐；随着生物技术在环境保护、农业生产上的应用逐步推广，生物发酵罐具有很大的市场需求，专利cn207330934u公开了一种机械搅拌式生物发酵罐，包括废气管、搅拌轴、冷却水排水管、冷却水阀门和发酵罐本体，所述发酵罐本体的上方设置有第一电机，所述搅拌轴的上端安装在第一电机的下方，且搅拌轴的下端插入发酵罐本体内部，所述搅拌轴插入酵罐本体内部的圆周上安装有搅拌叶，所述发酵罐本体的上端一侧设置有进料口，且发酵罐本体的上端另一侧插入ph计，功能单一，发酵效率低，并且采用机械搅拌方式会对菌丝体造成损害。
3.因此，亟需一种多用途，经济适用，操作简便的生物发酵反应器。


技术实现要素：

4.基于上述现有技术中的问题，本实用新型提供了一种多功能生物发酵反应器，并具体公开了以下技术方案：
5.一种多功能生物发酵反应器，包括：混合菌种发酵罐，单菌种发酵罐以及辅助发酵罐，所述单菌种发酵罐以及所述辅助发酵罐分布在所述混合菌种发酵罐上方，所述混合菌种发酵罐通过发酵流进口连接所述单菌种发酵罐以及所述辅助发酵罐，所述混合菌种发酵罐底端设有发酵流出口，所述混合菌种发酵罐侧边底端设有曝气进口。
6.进一步地，所述混合菌种发酵罐顶部设有排气口，所述排气口设有排气电磁阀，所述排气电磁阀连接有负压装置，所述排气电磁阀与外设触摸屏plc一体机电连接。
7.进一步地，所述曝气进口连接有曝气风机，所述曝气进口处设有单向阀。
8.进一步地，所述曝气风机采用高压风机。
9.进一步地，所述混合菌种发酵罐顶部设有压力传感器安装口，所述压力传感器安装口连接有压力传感器，所述压力传感器与外设触摸屏plc一体机电连接，所述曝气风机与外设触摸屏plc一体机电连接。
10.进一步地，所述混合菌种发酵罐内部设有螺旋盘管式热交换器，所述螺旋盘管式热交换器底端设置有热交换器进口，顶端设置有热交换器出口。
11.进一步地，所述混合菌种发酵罐内部设有气液混合器，所述气液混合器设有气体进口、液体进口以及盖板，所述气体进口连接所述曝气进口，所述液体进口用于发酵液流入，所述盖板螺旋设置形成气液混合体流通路径，且气液混合体流通方向与螺旋盘管的螺旋方向一致。
12.进一步地，所述混合菌种发酵罐顶部设有温度传感器安装口，所述温度传感器安
装口连接有温度传感器，所述温度传感器与外设触摸屏plc一体机电连接，所述螺旋盘管式热交换器与外设触摸屏plc一体机电连接。
13.进一步地，所述发酵流进口设有电磁阀，所述电磁阀与外设触摸屏plc一体机电连接。
14.进一步地，所述混合菌种发酵罐顶部设有液位计安装口，所述液位计安装口连接有液位传感器，所述液位传感器与外设触摸屏plc一体机电连接。
15.本实用新型的有益效果在于：
16.本实用新型提供了一种多功能生物发酵反应器，将单菌种发酵罐与混合菌种发酵罐有机的组合在一起；通过触摸屏plc一体机即可协调正压、负压与好氧、厌氧、兼氧的参数，发酵罐的发酵温度，方便快捷，功能多样，提高发酵效果；通过设置曝气风机以及负压装置，采用气流搅拌，有效避免了机械搅拌对菌丝体的损害。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型一种多功能生物发酵反应器的正视图。
19.图2为本实用新型一种多功能生物发酵反应器的俯视图。
20.图3为本实用新型一种多功能生物发酵反应器中气液混合器的结构示意图。
21.图4为本实用新型气液混合器中盖板的位置示意图一。
22.图5为本实用新型气液混合器中盖板的位置示意图二。
23.图6为本实用新型气液混合器中盖板的位置示意图三。
24.图7为本实用新型气液混合器中盖板的位置示意图四。
25.图8为本实用新型气液混合器中盖板的位置示意图五。
26.其中，图中：
27.1-发酵流出口、2-辅助发酵罐、3-压力传感器安装口、4-热交换器出口、5-混合菌种发酵罐、6-排气口、7-温度传感器安装口、8-液位计安装口、9-曝气进口、10-热交换器进口、11-发酵流进口、12-单菌种发酵罐、13-螺旋盘管式热交换器、14-气液混合器、15-气体进口、16-液体进口、17-盖板。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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.请参阅附图1-8，本实用新型提供了一种多功能生物发酵反应器，包括混合菌种发酵罐5，单菌种发酵罐12以及辅助发酵罐2，发酵罐材质为304不锈钢，罐体外包隔热保温材料与环境温度进行隔绝，本实用新型设一个混合菌种发酵罐5为一个单元，每个单元由三个
单菌种发酵罐12，一个辅助发酵罐2(营养剂、驯化剂)组成；混合菌种发酵罐5上方星型分布三个单菌种发酵罐12以及一个辅助发酵罐2，混合菌种发酵罐5通过发酵流进口11连接单菌种发酵罐12以及辅助发酵罐2，混合菌种发酵罐5底端设有发酵流出口1，混合菌种发酵罐5侧边底端设有曝气进口9，混合菌种发酵罐5顶部依次设有液位计安装口8，温度传感器安装口7，排气口6以及压力传感器安装口3。
30.排气口6设有排气电磁阀，排气电磁阀连接有负压装置为一个轴流风机(或真空泵)，可以使发酵罐内达到设定的微负压状态，排气电磁阀与外设触摸屏plc一体机电连接。
31.曝气进口9连接有曝气风机，曝气进口9处设有单向阀，防止气流回流。
32.曝气风机采用高压风机，一般为罗茨风机。
33.压力传感器安装口3连接有压力传感器，压力传感器与外设触摸屏plc一体机电连接，曝气风机与外设触摸屏plc一体机电连接，当混合菌种发酵罐5的压力低于设定压力时，外设触摸屏plc一体机控制曝气风机进行曝气，当混合菌种发酵罐5压力达到设定压力，外设触摸屏plc一体机关闭曝气风机，进行保压。
34.混合菌种发酵罐5内部设有螺旋盘管式热交换器13，螺旋盘管式热交换器13底端设置有热交换器进口10，顶端设置有热交换器出口4，热交换器进口10与热交换器出口4均贯穿混合菌种发酵罐5，螺旋盘管热交换器13既可以通热水，增加混合菌种发酵罐5温度，又可以通冷水，降低混合菌种发酵罐5温度，保证混合菌种发酵罐5工作在程序设定的最佳发酵温度。螺旋盘管外涂覆特氟龙图层，可以有效防止微生物在管壁上附着，避免其影响传热效果，混合菌种发酵罐5罐体外包隔热保温材料与环境温度进行隔绝.
35.参考图3-8，混合菌种发酵罐5内部设有气液混合器14，气液混合器14设有气体进口15、液体进口16以及盖板17，气体进口15连接曝气进口9，本气液混合器14由外筒体和内五角星格栅组成，五角型格栅正五边形由304不锈钢板围合成一个闭环，五角形格栅垒及五层，每层相差转角72度，五角形格栅上面梯形部分，加一个盖板，三角形部分敞口设计，当气流由曝气进口9输送至气液混合器14的气体进口15，在气流的带动下，气液混合器14周边的发酵液通过液体进口16被吸入气液混合器14，气体与液体经过不同角度五角形格栅组成的通道，充分混合，气液混合器14的出口有一个角度，排出的气液混合体，又对混合菌种发酵罐5内的液体进行搅拌，本气液混合器14五角形格栅内部喷涂有，催化涂料，可以增加发酵液的发酵效率，且气液混合体流通方向与螺旋盘管的螺旋方向一致。
36.温度传感器安装口7连接有温度传感器，温度传感器与外设触摸屏plc一体机电连接，螺旋盘管式热交换器13与外设触摸屏plc一体机电连接，当混合菌种发酵罐5内发酵温度低于设定温度时，外设触摸屏plc一体机控制螺旋盘管式热交换器的热水循环，进行加热，当混合菌种发酵罐5内的温度高于设定温度时，外设触摸屏plc一体机控制螺旋盘管式热交换器的温水循环，进行保温。
37.发酵流进口11设有电磁阀，电磁阀与外设触摸屏plc一体机电连接。
38.液位计安装口8连接有液位传感器，液位传感器与外设触摸屏plc一体机电连接，当发酵罐进发酵液时，通过plc程序控制进水电磁阀门的开启，达到设定液位时，通过plc程序控制进水电磁阀门的关停。
39.自动化控制系统由外设触摸屏plc一体机按照设定的程序，控制电磁阀和曝气机的启停。本发酵工艺曝气时，发酵罐处于好氧状态，泄压时，处于兼氧状态，负压式处于厌氧
状态；协调正压、负压与好氧、厌氧、兼氧的具体参数是发酵调节工艺的关键点；发酵罐的运行参数，因各个菌种的不同而不同，不同的复合菌种再次混菌发酵的参数也不同；plc根据工艺条件设定专用程序，操作人员，只需轻轻一点启动，整个系统就会自动运行。
40.本实用新型工作流程：
41.微生物发酵工艺采用变温、变压、的工艺条件对微生物进行驯化，提高微生物的耐候性；
42.微生物发酵工艺变温范围：选择低温5℃～15℃，中温20℃
～
40℃.高温50℃
～
60℃；
43.压力变换范围：优选1个标准大气压，正负0.02；
44.微生物发酵工艺采用好氧、厌氧、兼氧的工艺条件对微生物进行驯化，提高微生物的适应性；
45.由实验室斜面培养的单菌种，分别进入单菌种发酵罐，进行单菌种培养发酵；
46.单菌种培养罐的工艺条件选择其最佳培养条件，使其发酵效率最大化；
47.由单菌种发酵好的菌种，再排入混合菌种发酵罐，同时加入营养液及驯化剂，进行多菌种混合发酵。
48.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
49.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。