一种优化的益生菌发酵罐的制作方法

本实用新型涉及生物工程装备技术领域，具体的讲是一种优化的益生菌发酵罐。

背景技术：

随着现代化生产的发展，发酵罐设备已经很多的应用于生物制药、发酵工程、食品工程、饲料工程、等多种场合。随着人们对健康生活的追求。利用生物技术生产益生菌的企业也蓬勃发展。

益生菌，尤其是乳酸菌、双歧杆菌的生产往往很难获得高品质的产品。发酵水平低下往往是首要的因素之一。国内在相应的研究上，大多停留在小试验，中试的生产规模上。几乎未见有单体5吨以上生产的大型发酵罐的报道。

施大林等曾报道了用2吨发酵罐扩大培养某种益生菌的结果。最终菌体浓度达9.0×108CFU/ml。但是从报道来看，规模和最终的单位活力都不是特别理想。一方面和工艺技术有关，另一方面和生产设备也有关系。

从事发酵行业的专业人员都知道，在生产规模和试验规模两种不同的情况下，发酵设备技术不是简单的放大。

为此设计出一种较好的，适合大规模使用的，且自身清洗、维修方便，能有效获得高密度培养液的优化的大型益生菌发酵培养设备是十分有必要的。

技术实现要素：

本实用新型突破了现有技术的难题，设计了一种较好的，适合大规模使用的，且自身清洗、维修方便，能有效获得高密度培养液的优化的大型益生菌发酵培养设备。

为了达到上述目的，本实用新型设计了一种优化的益生菌发酵罐，包括：罐体、减速电机、搅拌装置、支腿，其特征在于：罐体的底部焊接有支脚，支脚则固定在地面上，罐体底部的中央位置固定有隔膜阀，罐体的外侧套设有半盘管夹套和保温夹套，所述半盘管夹套位于保温夹套与罐体外壁之间，罐体的顶部固定有搅拌装置、人孔、卡箍式接头、视灯、上通气管道和吊耳，所述上通气管的一端伸入罐体内部，所述搅拌装置固定在中央位置，所述搅拌装置的一端连接减速电机，搅拌装置的另一端伸入罐体中采用底轴承与罐体内底面相连，在搅拌装置距离罐体内底面三分之一处固定有中间轴承，所述中间轴承的两端则连接在罐体的内侧壁上，所述罐体的内部的左右两侧分别设有螺纹盘旋管和爬梯，所述螺纹盘旋管的两端分别贯穿罐体的罐壁露在罐外，并与法兰盘相固定，所述罐体的外表面还设有若干流加通管，在罐体内部形成多点流加管路。

所述搅拌装置主要由固定保护套管、搅拌轴、组合搅拌桨组成，所述搅拌轴露出在所述罐体顶端的一端套设在固定保护套管内，搅拌轴伸入所述罐体的一端由上至下依次固定套设有机械消泡桨和组合搅拌桨，所述组合搅拌桨主要分为水平搅拌桨、30°搅拌桨和60°搅拌桨。

所述多点流加管路分为上流加管路和下流加管路，上流加管路又由4个分管路组成，下流加管路也是由4个分管路组成，上述每个分管路的结构连接均相同，均是主要由8个阀门、补料进口管道、蒸汽进口管道、软管、蠕动泵、补料管道组成，所述流加通管采用补液管道与阀七的一端相连，阀七的另一端分为两路，分别与阀五的一端和阀六的一端相连，所述阀五的另一端分为两路分别与蒸汽进口、阀一的一端相连，所述阀六的另一端分为两路，分别与阀八的一端、蠕动泵的一端相连，所述阀八的另一端连接小排气口一，所述蠕动泵的另一端与阀三的一端相连，阀三的另一端分为两路，分别与阀四的一端、阀二的一端相连，所述阀四的另一端连接小排气口二，所述阀二的另一端分为两路，分别与补液进口、阀一的另一端相连。

所述水平搅拌桨为圆盘六直叶或者圆盘六半圆叶；所述30°搅拌桨和60°搅拌桨均为圆盘六斜叶。

所述水平搅拌桨、30°搅拌桨、60°搅拌桨的组成部件均相同，均由桨叶、圆盘、轴套组成，轴套固定在搅拌轴上，圆盘焊接固定在轴套上，圆盘外围与桨叶相连，桨叶部分镶嵌在圆盘内。

本实用新型与现有技术相比，将上通气技术、螺旋内盘管技术+组合式搅拌桨技术、平面多立面点流加技术进行整合，相当于将常规的发酵罐优化成了通透的几个矮胖型的发酵罐。而矮胖型的发酵罐是目前认为较适合厌氧类的乳酸菌、双歧类菌生产使用的发酵罐。但是比多个矮胖型的发酵罐更节约空间，节约材料。

在实际的生产运用中，我们将其放大到了8.0吨的发酵罐和15吨的发酵罐。在发酵水平上，比传统的提高了20%以上。部分益生菌发酵水平提高了30%以上。如对应在嗜酸乳杆菌的发酵培养上，15吨的发酵水平提高到了1.5×109CFU/ml以上。远高于施大林等报道的9.0×108CFU/ml，为大规模的生产益生菌产品提供了良好的设备支撑和技术支持。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型中多点流加管路的分布连接图。

图4为本实用新型中组合搅拌桨的结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本实用新型做进一步描述。

参见图1~2，本实用新型设计了一种优化的益生菌发酵罐，包括：罐体、减速电机、搅拌装置、支腿，罐体3的底部焊接有支脚1，支脚1则固定在地面上，罐体3底部的中央位置固定有隔膜阀2，罐体3的外侧套设有半盘管夹套4和保温夹套5，所述半盘管夹套4位于保温夹套5与罐体3外壁之间，罐体3的顶部固定有搅拌装置、人孔9、卡箍式接头、视灯、上通气管道和吊耳，所述上通气管的一端伸入罐体3内部，使得气体可从该管道进入发酵罐而不经过液面，有效的维持罐内正压；如图3所示的上通气管路，过滤气体管道部分和蒸汽管道共用，对管路系统灭菌时，该管道通入蒸汽，打开阀A及阀C，使得蒸汽流通过这二个阀门而实现管道与阀门的灭菌；灭菌结束后，关闭对应的蒸汽阀门，打开对应气体阀门，使得过滤气体在该管道内流通，然后关闭阀C，使得对应管道内保持正压；当罐内灭菌时，关闭阀A，打开阀B和阀C，罐内蒸汽经过阀B和阀C，实现该部分的灭菌；灭菌结束后，关闭相应的阀门B和阀门C，当罐内需要上通气时，打开阀A和阀B，即能实现相关工艺；所述搅拌装置固定在中央位置，所述搅拌装置的一端连接减速电机10，搅拌装置的另一端伸入罐体3中采用底轴承11与罐体3内底面相连，在搅拌装置距离罐体3内底面三分之一处固定有中间轴承7，所述中间轴承7的两端则连接在罐体3的内侧壁上，所述罐体3的内部的左右两侧分别设有螺纹盘旋管6和爬梯8，所述螺纹盘旋管6的两端分别贯穿罐体3的罐壁露在罐外，并与法兰盘相固定，螺纹盘旋管6在设计时有效的和人孔配合，使得盘管可从人孔进出，方便后期维修等作业，所述螺纹盘旋管6的长短，则通过技术需求计算，可做相应的调整；所述罐体3的外表面还设有若干流加通管17，在罐体3内部形成多点流加管路。

本实用新型中，搅拌装置主要由固定保护套管12、搅拌轴13、组合搅拌桨组成，所述搅拌轴13露出在所述罐体3顶端的一端套设在固定保护套管12内，搅拌轴13伸入所述罐体3的一端由上至下依次固定套设有机械消泡桨21和组合搅拌桨，参见图4，所述组合搅拌桨主要分为水平搅拌桨14、30°搅拌桨16和60°搅拌桨15；所述水平搅拌桨14为圆盘六直叶或者圆盘六半圆叶；所述30°搅拌桨16和60°搅拌桨15均为圆盘六斜叶。

三种搅拌桨均由桨叶、圆盘、轴套等组成，其中轴套固定在搅拌轴上，圆盘焊接固定在轴套上，圆盘外围与桨叶相连，桨叶部分镶嵌在圆盘内，对予每个搅拌桨组件，需要做到动、静平衡，同时桨叶均布；而本实用新型中三种搅拌桨的组合，使得发酵罐内培养基的营养成分能快速融和，细菌的培养环境快速趋于一致，尤其是有流加工艺存在的情况下，细菌的培养环境快速趋于一致有利于细菌的快速生产、繁殖。

参见图3，本实用新型中多点流加管路分为上流加管路和下流加管路，上流加管路又由4个分管路组成，下流加管路也是由4个分管路组成，上述每个分管路的结构连接均相同，均是主要由8个阀门、补料进口管道、蒸汽进口管道、软管、蠕动泵、补料管道组成，所述流加通管17采用补液管道与阀七22的一端相连，阀七22的另一端分为两路，分别与阀五24的一端和阀六25的一端相连，所述阀五24的另一端分为两路分别与蒸汽进口、阀一23的一端相连，所述阀六25的另一端分为两路，分别与阀八26的一端、蠕动泵30的一端相连，所述阀八26的另一端连接小排气口一，所述蠕动泵30的另一端与阀三27的一端相连，阀三27的另一端分为两路，分别与阀四28的一端、阀二29的一端相连，所述阀四28的另一端连接小排气口二，所述阀二29的另一端分为两路，分别与补液进口、阀一23的另一端相连。

补料前，一方面蒸汽通过蒸汽进口管道，对阀一23、阀六25、阀七22及相应部分灭菌；灭菌完成后，关闭阀一23、阀五24、阀七22；另一方面阀三27、阀四28、阀六25、阀八26以及连接阀三27及阀六25的软管进行离线灭菌，灭菌过程中保证阀三27及阀六25为关闭状态，同时，补料液进口管路与阀二29进行有效灭菌，然后关闭阀二29。上述工作完成后，将阀三27与阀二29连接，阀六25与阀七22连接，然后再次开启阀一23、阀四28；阀五24、阀八26，对各自的连接部分进行灭菌；灭菌完毕后，关闭上述阀一23、阀四28，阀五24、阀八26阀门。将软管接入蠕动泵内备用；使用时，打开阀二29、阀三27、阀六25、阀七22，启动蠕动泵，即可实现补料工作，该补料过程可与罐内相关参数关联而实现自动化。

本实用新型将上通气技术、螺旋内盘管技术+组合式搅拌桨技术、平面多立面点流加技术进行整合，相当于将常规的发酵罐优化成了通透的几个矮胖型的发酵罐。而矮胖型的发酵罐是目前认为较适合厌氧类的乳酸菌、双歧类菌生产使用的发酵罐。但是比多个矮胖型的发酵罐更节约空间，节约材料。

在实际的生产运用中，我们将其放大到了8.0吨的发酵罐和15吨的发酵罐。在发酵水平上，比传统的提高了20%以上。部分益生菌发酵水平提高了30%以上。如对应在嗜酸乳杆菌的发酵培养上，15吨的发酵水平提高到了1.5×109CFU/ml以上。远高于施大林等报道的9.0×108CFU/ml，为大规模的生产益生菌产品提供了良好的设备支撑和技术支持。