一种种子快速发酵的气升式发酵罐及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种种子快速发酵的气升式发酵罐及其使用方法。

背景技术

种子发酵罐是发酵生产过程中用于培养接种主发酵罐菌种的小型发酵罐，适用于发酵、酿造、佐料、制药、化工及真菌培植，其中气升式发酵罐的一种利用空气或者水中游离的氧气进行繁殖的好气性微生物参与发酵的设备，在好气性条件下，淀粉在淀粉酶的作用下转化成麦芽糖，再在麦芽糖酶的作用下转化成葡萄糖，进而转化成酒精和醋酸，最终变成二氧化碳和水，放出大量能量，好气性发酵属氧化过程，通常发酵温度很高，一般可达50～60℃，有时可达70℃以上，该发酵方式产生的热量大，物质转化快。

但是在实际使用过程中，传统的气升式发酵罐一般是通过设置在罐体底部的中空导气管导入罐体内部，由于罐体内已经堆放有种子等发酵材料，在发酵材料的阻隔下空气无法快速扩散并分布到罐体内部，导致发酵过程中添加的液体培养基的溶氧量无法提高，装置的实用性不强，在为此我们提出一种种子快速发酵的气升式发酵罐及其使用方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种种子快速发酵的气升式发酵罐及其使用方法，通过设置的主导气管、分流管和辅助导气管等，使空气在通过进气孔注入主导气管内部后，能够通过分流管将主导气管内的空气分流至各个辅助导气管内部，再启动电机，使电机通过传动机构带动多组辅助导气管转动，多组辅助导气管皆以主导气管为轴心公转的同时进行自转，主导气管和辅助导气管内部的空气通过排气孔均匀地排放至发酵罐体内部，避免了由于罐体内已经堆放有种子等发酵材料，在发酵材料的阻隔下空气无法快速扩散并分布到罐体内部，导致发酵过程中添加的液体培养基的溶氧量无法提高的问题，提高了装置的实用性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种种子快速发酵的气升式发酵罐及其使用方法，包括发酵罐体、电机和进气孔，所述发酵罐体顶端固定安装有电机，发酵罐体顶端开设有进气孔，所述电机的输出端上固定安装有主导气管，且主导气管为中空状并与进气孔连通，主导气管外壁表面环绕设置有多组分流管，且分流管底端转动设置有辅助导气管，主导气管通过电机进行旋转并通过传动机构带动多组辅助导气管转动，多组辅助导气管皆以主导气管为轴心公转的同时进行自转；

所述主导气管和辅助导气管外壁表面皆开设有多组排气孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传动机构包括套设在主导气管表面上的齿盘，与齿盘同一水平位置的发酵罐体内壁上设置有齿环，齿盘与齿环之间的缝隙内设置有与辅助导气管数量相同的齿轮，且齿轮分别与齿盘和齿环之间相互啮合，齿轮皆套设安装在辅助导气管外壁表面上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述齿轮顶端和底端表面皆一体成型有限位板，且上下两组限位板分别与齿盘和齿环的顶端和底端表面贴合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述分流管与辅助导气管之间通过转动机构连接，转动机构包括等距环绕设置有分流管底端表面上的多组连接杆.且多组连接杆底端一体成型有滑轨；

所述辅助导气管顶端表面开设有环形滑槽，且滑槽皆转动套设在滑轨表面上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述滑轨外侧和内侧表面皆开设有凹槽，滑槽内壁两侧皆开设有与凹槽相互啮合的凸块。

作为本发明的一种优选技术方案，所述凸块顶端和底端表面皆等距环绕开设有多组滚珠槽，且滚珠槽内部皆嵌设有可滚动的滚珠，凹槽内壁两侧皆开设有环形滚动槽，且滚动槽内壁皆与滚珠外壁表面贴合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主导气管底端表面开设有安装槽，且安装槽表面套设安装有主动锥形轮，主动锥形轮左右两侧皆啮合设置有从动锥形轮，两组从动锥形轮中部皆贯穿设置有转杆，且转杆另一侧皆转动设置在发酵罐体内壁表面上，转杆表面等距环绕设置有多组搅拌叶。

作为本发明的一种优选技术方案，所述搅拌叶皆为倾斜状设置，且倾斜角度为-齿环°。

作为本发明的一种优选技术方案，所述发酵罐体外壁顶端设置有上密封件，发酵罐体内壁顶端设置有下密封件，上密封件和下密封件皆对进气孔和主导气管与发酵罐体之间的缝隙进行密封。

本发明还提供一种技术方案，一种种子快速发酵的气升式发酵罐的使用方法，具体步骤如下：

S.开启进气孔，使空气通过进气孔导入主导气管内部，并通过分流管向各个辅助导气管处分流，空气能够通过主导气管和辅助导气管表面开设的排气孔导入发酵罐体内部；

S.启动电机，使电机带动主导气管旋转，主导气管通过齿盘与齿环的配合带动齿轮转动，通过齿轮带动辅助导气管在分流管的限制下转动，使辅助导气管能够移动和旋转并通过排气孔向发酵罐体内部导入空气；

S.辅助导气管在齿轮的带动下旋转，使辅助导气管能够带动滑槽在滑轨的限制下旋转，使辅助导气管能够以分流管的中心进行自转；

S.主导气管旋转时通过安装槽带动主动锥形轮旋转，使主动锥形轮通过两侧从动锥形轮带动转杆旋转，转杆带动搅拌叶将发酵罐体底部的种子扬起，使种子能够与空气充分接触。

与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：

1、通过设置的主导气管、分流管和辅助导气管等，有效避免了由于罐体内已经堆放有种子等发酵材料，在发酵材料的阻隔下空气无法快速扩散并分布到罐体内部，导致发酵过程中添加的液体培养基的溶氧量无法提高的问题，使空气在通过进气孔注入主导气管内部后，能够通过分流管将主导气管内的空气分流至各个辅助导气管内部，再启动电机，使电机通过传动机构带动多组辅助导气管转动，多组辅助导气管皆以主导气管为轴心公转的同时进行自转，主导气管和辅助导气管内部的空气通过排气孔均匀的排放至发酵罐体内部，提高了装置的实用性；

2、通过设置的主导气管、分流管和辅助导气管等，有效避免了罐体底部堆积的种子等发酵材料无法与空气充分地接触，导致无法正常进行发酵或发酵周期延长的问题，通过使主导气管带动主动锥形轮旋转，主动锥形轮通过两侧从动锥形轮带动转杆旋转，使转杆带动主动锥形轮旋转并将发酵罐体底部堆积的发酵材料扬起，从而达到使底部的发酵材料也能够与空气充分接触的目的，提高了装置的稳定性。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的立体剖面结构示意图；

图3为本发明的正视剖面结构示意图；

图4为本发明的俯视剖面结构示意图；

图5为本发明的图3中A处结构放大示意图；

图6为本发明的图3中B处结构放大示意图；

图7为本发明的图5中C处结构放大示意图。

其中：1、发酵罐体；2、电机；3、进气孔；41、主导气管；42、分流管；43、辅助导气管；44、齿盘；45、齿环；46、齿轮；47、限位板；51、连接杆；52、滑轨；53、滑槽；61、滚珠槽；62、滚珠；63、滚动槽；7、排气孔；81、安装槽；82、主动锥形轮；83、从动锥形轮；84、转杆；85、搅拌叶；91、上密封件；92、下密封件。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获的其他实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例：

如图1－图7所示，本实施例提出了一种种子快速发酵的气升式发酵罐，包括发酵罐体1、电机2和进气孔3，发酵罐体1顶端固定安装有电机2，发酵罐体1顶端开设有进气孔3，电机2的输出端上固定安装有主导气管41，且主导气管41为中空状并与进气孔3连通，主导气管41外壁表面环绕设置有多组分流管42，且分流管42底端转动设置有辅助导气管43，主导气管41通过电机2进行旋转并通过传动机构带动多组辅助导气管43转动，多组辅助导气管43皆以主导气管41为轴心公转的同时进行自转；

主导气管41和辅助导气管43外壁表面皆开设有多组排气孔7；

其中传动机构包括套设在主导气管41表面上的齿盘44，与齿盘44同一水平位置的发酵罐体1内壁上设置有齿环45，齿盘44与齿环45之间的缝隙内设置有与辅助导气管43数量相同的齿轮46，且齿轮46分别与齿盘44和齿环45之间相互啮合，齿轮46皆套设安装在辅助导气管43外壁表面上，齿轮46顶端和底端表面皆一体成型有限位板47，且上下两组限位板47分别与齿盘44和齿环45的顶端和底端表面贴合，通过该设计，使齿轮46能够通过限位板47、齿盘44和齿环45的配合进行限位，使齿轮46能够始终保持设置在齿盘44与齿环45之间的缝隙内，从而达到对齿轮46的移动和转动位置进行限制的目的；

当需要将空气注入发酵罐体1内部时，使空气通过进气孔3注入主导气管41内部，在分流管42的引导下，进入主导气管41内的空气被分流至各个辅助导气管43内部，再启动电机2，使电机2通过传动机构带动多组辅助导气管43转动，多组辅助导气管43皆以主导气管41为轴心公转的同时进行自转，主导气管41和辅助导气管43内部的空气通过排气孔7均匀的排放至发酵罐体1内部，提高了装置的实用性。

分流管42与辅助导气管43之间通过转动机构连接，转动机构包括等距环绕设置有分流管42底端表面上的多组连接杆51.且多组连接杆51底端一体成型有滑轨52；

辅助导气管43顶端表面开设有环形滑槽53，且滑槽53皆转动套设在滑轨52表面上，滑轨52外侧和内侧表面皆开设有凹槽，滑槽53内壁两侧皆开设有与凹槽相互啮合的凸块，通过该设计，使辅助导气管43带动滑槽53在滑轨52的限制下转动时，凹槽和凸块能够相互配合对辅助导气管43的位置进行限制，凸块顶端和底端表面皆等距环绕开设有多组滚珠槽61，且滚珠槽61内部皆嵌设有可滚动的滚珠62，凹槽内壁两侧皆开设有环形滚动槽63，且滚动槽63内壁皆与滚珠62外壁表面贴合，通过该设计，使辅助导气管43在带动滑槽53转动时，滑槽53能够带动滚珠槽61转动，滚珠槽61内部的滚珠62在滚动槽63的推动下进行滚动，从而减少滑轨52与滑槽53之间的接触面积，滑槽53能够更加流畅地在滑轨52的限制下转动；

为了避免罐体底部堆积的种子等发酵材料无法与空气充分的接触，导致无法正常进行发酵或发酵周期延长，主导气管41底端表面开设有安装槽81，且安装槽81表面套设安装有主动锥形轮82，主动锥形轮82左右两侧皆啮合设置有从动锥形轮83，两组从动锥形轮83中部皆贯穿设置有转杆84，且转杆84另一侧皆转动设置在发酵罐体1内壁表面上，转杆84表面等距环绕设置有多组搅拌叶85，搅拌叶85皆为倾斜状设置，且倾斜角度为15－齿环45°，通过该设计，使搅拌叶85与发酵材料接触后，在倾斜搅拌叶85的引导下发酵材料能够被向上扬起，扬起的高度与搅拌叶85的转动速度和倾斜角度成正比，转动速度越大同时倾斜角度越大，则发酵材料被扬起的高度则越高，工作人员可根据需要选择搅拌叶85；

当电机2带动主导气管41选择时，主导气管41能够通过安装槽81带动主动锥形轮82旋转，主动锥形轮82通过两侧从动锥形轮83带动转杆84旋转，使转杆84带动主动锥形轮82旋转并将发酵罐体1底部堆积的发酵材料扬起，从而达到使底部的发酵材料也能够与空气充分接触的目的，提高了装置的稳定性。

为了使发酵罐体1的密封更加稳定，发酵罐体1外壁顶端设置有上密封件91，发酵罐体1内壁顶端设置有下密封件92，上密封件91和下密封件92皆对进气孔3和主导气管41与发酵罐体1之间的缝隙进行密封，通过该设计，即使上密封件91或下密封件92中任意一组发生泄漏也不会造成发酵罐体1内部的发酵材料沾染杂菌。

种子快速发酵的气升式发酵罐的使用方法，具体步骤如下：

S1、开启进气孔3，使空气通过进气孔3导入主导气管41内部，并通过分流管42向各个辅助导气管43处分流，空气能够通过主导气管41和辅助导气管43表面开设的排气孔7导入发酵罐体1内部；

S2、启动电机2，使电机2带动主导气管41旋转，主导气管41通过齿盘44与齿环45的配合带动齿轮46转动，通过齿轮46带动辅助导气管43在分流管42的限制下转动，使辅助导气管43能够移动和旋转并通过排气孔7向发酵罐体1内部导入空气；

S3、辅助导气管43在齿轮46的带动下旋转，使辅助导气管43能够带动滑槽53在滑轨52的限制下旋转，使辅助导气管43能够以分流管42的中心进行自转；

S4、主导气管41旋转时通过安装槽81带动主动锥形轮82旋转，使主动锥形轮82通过两侧从动锥形轮83带动转杆84旋转，转杆84带动搅拌叶85将发酵罐体1底部的种子扬起，使种子能够与空气充分接触。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施条例的限制，上述实施条例和说明书中描述的仅为本发明的优先例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。