一种液体生物发酵培养基配料系统的制作方法

1.本发明涉及发酵培养基配料领域，尤其涉及一种液体生物发酵培养基配料系统。


背景技术：

2.在液体生物发酵行业，基本都会涉及到培养基的配制，目前配制方法主要是将物料投入到培养基配料罐进行混合溶解的方法来完成的。培养基类别主要分为固体、粉体、液体和半固体，最简单的投料方式是将称量好的培养基直接从投料口倒入配料罐，在这样的配料方式下，粉体会有粉尘到处扩散，对配料周围环境造成污染，也会危害配料人员的呼吸健康；固体、液体和半固体在倒入过程中可能会造成配料罐中的液体飞溅，尤其是块状固体，本身难以溶解外，可能还对搅拌系统造成损害；另外，由于培养基配制以热水溶解居多，而且培养基会存在一定的酸碱性，这样会造成配料人员的烫伤或者腐蚀性伤害。
3.经过改进后，一些带蛟龙进料器和无尘投料站的相关设备引入到配料系统中来，大大改善了配料中的一些缺陷。但是，新设备的引入会引起新的问题出现，比如物料的残留，设备的清洁等，因此，如何简单有效的解决配料中出现的问题，并形成一个合理的新的配料系统是解决液体生物发酵培养基配制的关键。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液体生物发酵培养基配料系统来解决上述问题。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液体生物发酵培养基配料系统，包括配料罐罐体、无尘投料站和绞龙投料器，所述配料罐罐体包括预注水系统、机械搅拌系统、顶部喷淋头、挡板和底部进气管；所述无尘投料站包括第一投料平台、投料仓、吸气系统和除尘系统；所述绞龙投料器包括第二投料平台、投料斗、料斗盖和绞龙进料器，所述第二投料平台与所述投料斗相连，所述绞龙进料器的进料口与所述投料斗相连通，所述绞龙进料器的出料口与所述配料罐罐体相连通。
6.进一步地：所述预注水系统包括冷热水进水管、第一工艺进水口和热水进水口，所述冷热水进水管的一端与所述配料罐罐体内部连通，另一端分别与所述第一工艺进水口和热水进水口连接，所述第一工艺进水口出设有第一工艺水气动阀，所述热水进水口出设有热水气动阀，所述冷热水进水管上设有流量计。
7.进一步地：所述机械搅拌系统包括搅拌减速电机、搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌减速电机固定在所述配料罐罐体的上方，所述搅拌轴的一端与所述搅拌减速电机的输出端连接，所述搅拌轴的另一端插入所述配料罐罐体中，并于所述搅拌桨连接，所述搅拌轴的轴心与所述配料罐罐体的轴心相重合。
8.进一步地：所述顶部喷淋头包括环形管、第二工艺进水口和若干个第一清洗球，所述环形管固定在所述配料罐罐体内部的顶端，所述环形管的上端伸出所述配料罐罐体与所述第二工艺进水口相连，所述第二工艺进水口出设有第一电磁阀，若干个所述第一清洗球
均匀分布在所述环形管的下端，所述配料罐罐体的底部设有出料口，所述底部进气管与所述出料口连接，所述底部进气管上设有配料罐气动阀，所述底部进气管的侧壁上设有依次连接的止回阀、空气气动阀、手动阀和空气管。
9.进一步地：所述投料仓由下锥形料斗、上半圆柱体和方形投料口组成，所述投料口为倾斜60-75
°
的方形口，其下端与所述下锥形料斗的边缘相接，两侧与所述上半圆柱体相接，所述投料口上安装有带液压杆的盖板，所述盖板上安装有第二清洗球，所述第二清洗球的管道连接有第三工艺进水口，所述第二清洗球的管道上设有第二电磁阀。
10.进一步地：所述吸气系统包括吸气筒体、离心式风机和引风管，所述吸气筒体的底端安装在所述投料仓的顶部，所述离心式风机安装在所述吸气筒体的顶端，所述引风管与所述吸气筒体的上端相连通。
11.进一步地：所述除尘系统包括平顶直筒锥底的除尘罐体、气流增大装置、第四工艺进水口、排水口和排气口，所述气流增大装置为喇叭口型设置，位于所述除尘罐体内部的下端，所述气流增大装置的上小口与所述引风管连接，所述除尘罐体的侧壁上设有鸭嘴式水位开关，所述鸭嘴式水位开关上设有第三电磁阀，所述鸭嘴式水位开关与所述第四工艺进水口连接，所述鸭嘴式水位开关的位置高于所述气流增大装置，所述排水口设置在所述除尘罐体的底部，并于所述配料罐罐体顶端连通，所述排水口出设有排液气动阀，所述排气口设置在所述除尘罐体侧壁的上端。
12.进一步地：所述第二投料平台与所述投料斗相连，所述投料斗为上四方形下锥底形，所述投料斗的底部与所述绞龙进料器的一端相连，所述绞龙进料器的另一端于所述配料罐罐体的顶部连通，所述投料斗中安装有双轴耙齿打碎器，所述料斗盖的形状为方形与所述投料斗的上四方形相匹配，所述料斗盖上安装有第三清洗球，所述第三清洗球接通有第五工艺进水口，所述第三清洗球上安装有第四电磁阀，所述尼龙投料器还设有驱动电机，所述驱动电机的输出端分别于所述双轴耙齿打碎器和绞龙进料器相连接。
13.进一步地：所述配料罐罐体为不锈钢材质，上部为圆柱形，底部为锥形，所述配料罐罐体的上端突出平面的距离为150-300mm，所述配料罐罐体的圆柱形直径为1000-4000 mm，所述环形管的直径为所述配料罐罐体直径的50%，所述第一清洗球、第二清洗球和第三清洗球的直径均为25-60mm；所述除尘罐体的直径为500-800mm，总高度为1000-1500mm，所述绞龙进料器绞龙长度为300-600mm，所述吸气筒体的直径为300-600mm，高度为250-500mm，所述引风管的直径为50-100mm；所述投料仓的下锥形料斗的上开口直径为500-800mm，下开口直径为100-200mm，高度为400-800mm，所述上半圆柱体直径与所述上锥形料斗上直径相同，高度位400-600mm。
14.进一步地：所述搅拌桨为两档双斜桨叶，所述桨叶的直径与所述配料罐罐体的直径之比为0.7-0.8，所述挡板固定在所述配料罐罐体圆柱形的内壁上，所述挡板的长度为所述配料罐罐体圆柱形长度的0.7-0.8，其宽度为所述配料罐罐体圆柱形直径的0.08-0.1。
15.本发明的有益效果是，本发明一种液体发酵培养基配料系统，主要包括配料罐罐体的结构设置、无尘投料站、绞龙投料器等三大部分，可同时或分别配置粉体、固体、半固体和液体培养基，能够解决投料中出现的粉尘、液体飞溅的问题，其中在配料罐罐体、投料仓和投料斗中分别设置了第一清洗球、第二清洗球和第三清洗球对操作时及操作后的清洁设计，能够有效的清理设备中产生的物料残留，保证设备的使用寿命，并且本系统操作上使用
上位机设置控制加下位机现场按钮控制的方式实现相关操作，也可将气动阀更换为手动阀，选择现场手动控制的方式进行，提高了配料系统操作的安全、清洁、自动化的要求。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
17.图1是本发明一种液体发酵培养基配料系统的结构示意图。
18.图中1、配料罐罐体，2、挡板，3、底部进气管，4、第一投料平台，5、投料仓，6、第二投料平台，7、投料斗，8、料斗盖，9、绞龙进料器，10、冷热水进水管，11、第一工艺进水口，12、热水进水口，13、第一工艺水气动阀，14、热水气动阀，15、流量计，16、搅拌减速电机，17、搅拌轴，18、搅拌桨，19、环形管，20、第二工艺进水口，21、第一清洗球，22、第一电磁阀，23、配料罐气动阀，24、止回阀，25、空气气动阀，26、手动阀，27、空气管，28、盖板，29、第二清洗球，30、第三工艺进水口，31、第二电磁阀，32、吸气筒体，33、离心式风机，34、引风管，35、除尘罐体，36、气流增大装置，37、第四工艺进水口，38、排水口，39、排气口，40、鸭嘴式水位开关，41、第三电磁阀，42、排液气动阀，43、双轴耙齿打碎器，44、第三清洗球，45、第五工艺进水口，46、第四电磁阀，47、驱动电机。
具体实施方式
19.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
22.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
23.如图1所示，本发明提供了一种液体生物发酵培养基配料系统，包括配料罐罐体1、
无尘投料站和绞龙投料器，所述配料罐罐体1包括预注水系统、机械搅拌系统、顶部喷淋头、挡板2和底部进气管3；所述无尘投料站包括第一投料平台4、投料仓5、吸气系统和除尘系统；所述绞龙投料器包括第二投料平台6、投料斗7、料斗盖8和绞龙进料器9，所述第二投料平台6与所述投料斗7相连，所述绞龙进料器9的进料口与所述投料斗7相连通，所述绞龙进料器9的出料口与所述配料罐罐体1相连通。
24.本系统主要包括配料罐系统、无尘投料站、绞龙投料系统等三大部分，可以同时或分别配置粉体、固体、半固体和液体培养基，各部分包括了操作时及操作后的清洁设计，提高了配料系统操作的安全、清洁、自动化的要求，本系统设备除减速电机部分外，其他设备均使用304不锈钢制造，第一投料平台4为带有支撑腿的、高度700-1000mm的长方形平台，尺寸根据物料包装袋大小来确定，一般为长度为800-1200mm，宽度为600-1000mm，第二投料平台6与第一投料平台4的结构尺寸近似。
25.所述预注水系统包括冷热水进水管10、第一工艺进水口11和热水进水口12，所述冷热水进水管10的一端与所述配料罐罐体1内部连通，另一端分别与所述第一工艺进水口11和热水进水口12连接，所述第一工艺进水口11出设有第一工艺水气动阀13，所述热水进水口12出设有热水气动阀14，所述冷热水进水管10上设有流量计15，第一工艺水气动阀13和热水气动阀14均与流量计15相关联，可通过控制器设定加水量来控制第一工艺水气动阀13和热水气动阀14的开关向配料罐罐体1中自动加水。
26.所述机械搅拌系统包括搅拌减速电机16、搅拌轴17和搅拌桨18，所述搅拌减速电机16固定在所述配料罐罐体1的上方，所述搅拌轴17的一端与所述搅拌减速电机16的输出端连接，所述搅拌轴17的另一端插入所述配料罐罐体1中，并于所述搅拌桨18连接，所述搅拌轴17的轴心与所述配料罐罐体1的轴心相重合，搅拌桨18减速电机驱动搅拌轴17转动，进而驱动搅拌桨18进行转动。
27.所述顶部喷淋头包括环形管19、第二工艺进水口20和若干个第一清洗球21，所述环形管19固定在所述配料罐罐体1内部的顶端，所述环形管19的上端伸出所述配料罐罐体1与所述第二工艺进水口20相连，所述第二工艺进水口20出设有第一电磁阀22，若干个所述第一清洗球21均匀分布在所述环形管19的下端，通过第二工艺进水口20可向环形管19中通水，再通过第一清洗球21将水通入配料罐罐体1内部，并清洁配料罐罐体1内壁上的粉料。
28.所述配料罐罐体1的底部设有出料口，所述底部进气管3与所述出料口连接，所述底部进气管3上设有配料罐气动阀23，所述底部进气管3的侧壁上设有依次连接的止回阀24、空气气动阀25、手动阀26和空气管27，底部进气管3的另一端接高压空气或发酵空气管网，通过止回阀24和空气气动阀25制进气开关，通过上面的手动阀26来控制通气量，空气管27直径一般为dn10-dn25。
29.所述投料仓5由下锥形料斗、上半圆柱体和方形投料口组成，所述投料口为倾斜60-75
°
的方形口，其下端与所述下锥形料斗的边缘相接，两侧与所述上半圆柱体相接，所述投料口上安装有带液压杆的盖板28，所述盖板28上安装有第二清洗球29，所述第二清洗球29的管道连接有第三工艺进水口30，所述第二清洗球29的管道上设有第二电磁阀31，第二电磁阀31开启，第三工艺进水口30接通第二清洗球29进行水喷淋。
30.所述吸气系统包括吸气筒体32、离心式风机33和引风管34，所述吸气筒体32的底端安装在所述投料仓5的顶部，所述离心式风机33安装在所述吸气筒体32的顶端，所述引风
管34与所述吸气筒体32的上端相连通，通过离心式风机33可将空中的粉料通过吸气筒体32进入引风管34。
31.所述除尘系统包括平顶直筒锥底的除尘罐体35、气流增大装置36、第四工艺进水口37、排水口38和排气口39，所述气流增大装置36为喇叭口型设置，位于所述除尘罐体35内部的下端，所述气流增大装置36的上小口与所述引风管34连接，所述除尘罐体35的侧壁上设有鸭嘴式水位开关40，所述鸭嘴式水位开关40上设有第三电磁阀41，所述鸭嘴式水位开关40与所述第四工艺进水口37连接，所述鸭嘴式水位开关40的位置高于所述气流增大装置36，所述排水口38设置在所述除尘罐体35的底部，并于所述配料罐罐体1顶端连通，所述排水口38出设有排液气动阀42，所述排气口39设置在所述除尘罐体35侧壁的上端，通过第四工艺进水口37向除尘罐体35中通入水，并淹没气流增大装置36，引风管34中的粉料通过气流增大装置36进入除尘罐体35内的水中，打开排液气动阀42，将水通过排出口进入配料罐罐体1内部，排气口39用于维持除尘罐体35内部的压力。
32.所述第二投料平台6与所述投料斗7相连，所述投料斗7为上四方形下锥底形，所述投料斗7的底部与所述绞龙进料器9的一端相连，所述绞龙进料器9的另一端于所述配料罐罐体1的顶部连通，所述投料斗7中安装有双轴耙齿打碎器43，所述料斗盖8的形状为方形与所述投料斗7的上四方形相匹配，所述料斗盖8上安装有第三清洗球44，所述第三清洗球44接通有第五工艺进水口45，所述第三清洗球44上安装有第四电磁阀46，第四电磁阀46开启，第五工艺进水口45接通第三清洗球44进行水喷淋，所述尼龙投料器还设有驱动电机47，所述驱动电机47的输出端分别于所述双轴耙齿打碎器43和绞龙进料器9相连接，驱动电机47可分别驱动双轴耙齿打碎器43和绞龙进料器9进行工作。
33.所述配料罐罐体1为不锈钢材质，上部为圆柱形，底部为锥形，所述配料罐罐体1的上端突出平面的距离为150-300mm，所述配料罐罐体1的圆柱形直径为1000-4000 mm，所述环形管19的直径为所述配料罐罐体1直径的50%，所述第一清洗球21、第二清洗球29和第三清洗球44的直径均为25-60mm。若干个第一清洗球21可根据所述罐体的直径确认数量，罐体直径在1000-2000mm，配置二个第一清洗球21；罐体直径在2000-3000mm，配置三个第一清洗球21；罐体直径在3000-4000mm，配置四个第一清洗球21。
34.所述除尘罐体35的直径为500-800mm，总高度为1000-1500mm，所述绞龙进料器9绞龙长度为300-600mm，所述吸气筒体32的直径为300-600mm，高度为250-500mm，所述引风管34的直径为50-100mm；所述投料仓5的下锥形料斗的上开口直径为500-800mm，下开口直径为100-200mm，高度为400-800mm，所述上半圆柱体直径与所述上锥形料斗上直径相同，高度位400-600mm。
35.所述搅拌桨18为两档双斜桨叶，所述桨叶的直径与所述配料罐罐体1的直径之比为0.7-0.8，所述挡板2固定在所述配料罐罐体1圆柱形的内壁上，所述挡板2的长度为所述配料罐罐体1圆柱形长度的0.7-0.8，其宽度为所述配料罐罐体1圆柱形直径的0.08-0.1。
36.本系统操作上使用上位机设置控制加下位机现场按钮控制的方式实现相关操作，也可将气动阀更换为手动阀，选择现场手动控制的方式进行，开始投料前，设定需要加热水或工艺水的体积，启动程序，工艺水气动阀或热水气动阀14开启，向配料罐罐体1内部自动加水，搅拌减速电机16开启。
37.配制粉体培养基时，打开投料仓5的投料盖，启动除尘系统，第三电磁阀41开启，第
四工艺进水口37向除尘罐体35内加水，到达鸭嘴式水位开关40位置时第三电磁阀41关闭，吸尘风机启动，第一电磁阀22开启，第一清洗球21进水喷淋，可以防止粉料飞扬贴附在配料罐罐体1的内壁上，然后从投料仓5开始投入粉体物料。投料完成后，按停止按钮，吸尘风机关闭，第一电磁阀22关闭，第一清洗球21停止喷淋；然后排液气动阀42开启，将吸收了粉尘的工艺水排入配料罐罐体1内；关闭投料仓5的盖板28，触动第二电磁阀31开启，第二清洗球29开始清洁投料仓5，按照设定时间清洗完后第二电磁阀31自动关闭，清洗完成，粉体培养基配制完成。
38.配制固体、半固体、液体培养基时，打开料斗盖8，启动绞龙投料系统，驱动电机47启动，并带动绞龙进料器9和耙式打碎器转动，随后空气气动阀25开启，从罐底通入空气，可防止物料沉积和加强搅拌，手动阀26用来控制空气流量；开始投料，培养基经过耙式打碎器打碎后由绞龙进料器9输送进配料罐罐体1内；投料完成后盖上料斗盖8，触动第四电磁阀46开启，第三清洗球44开始清洁投料斗7，按照设定时间清洗完后第四电磁阀46自动关闭，清洗完成；按下停止按钮，驱动电机47停止，培养基配制完成。
39.培养基配制完成后继续搅拌溶解一定时间，然后通过控制配料罐罐底气动阀和物料泵输送至下一工段。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
41.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。