一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线及方法技术

本发明专利技术公开了一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线及方法，包括依次相连的原料补充部、成膜发酵部、高效发酵部、纯化部和衔接部；所述成膜发酵部与高效发酵部之间设有第一牵引传送带，所述第一牵引传送带将由成膜发酵部发酵得到的成膜牵引至高效发酵部内，所述高效发酵部包括雾化循环部和雾化发酵室，所述雾化发酵室上下两端面上成对角的设有进气口和出气口，雾化循环部通过所述进气口将雾化的培养液输入至雾化发酵室内，经高效发酵后的成膜通过牵引轴牵引进入纯化部进行纯化。本发明专利技术可实现自动化、连续化生产，不仅提高了生产效率、减少了人力投入，同时所生产的成膜厚度均匀，且用户可根据需要自行设定衔接部之后的流程，具有较好的扩展性。

Production line and method for full-automatic fermentation of bacterial cellulose

The invention discloses a method for producing line and automatic fermentation of bacterial cellulose, comprises a raw material supplement department, film, fermentation, fermentation, purification and joining part; the first traction belt is arranged between the Department and the Department of high membrane fermentation fermentation, the first traction belt will the film led to the efficient fermentation in film obtained by fermentation of fermentation, the fermentation, including fermentation cycle and atomization atomization chamber, the atomizing chamber two fermentation end diagonal with an air inlet and an air outlet atomization cycle through the air inlet of indoor medium input to atomization atomization by fermentation, after fermentation, the film through the traction axis traction into the purification purification department. The invention can realize the automatic and continuous production, improves the production efficiency, reduce the human input, while the production of film thickness uniformity, and the user can set their own connections of the following procedures according to need, has good scalability.

【技术实现步骤摘要】
一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线及方法
本专利技术涉及细菌纤维素生产技术，具体的说，是涉及一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线及方法。
技术介绍
细菌纤维素就是除植物纤维素之外的另一类由微生物发酵合成的天然无毒的纳米材料，也叫微生物纤维素。细菌纤维素的化学结构与普通纤维素一样，但却有着普通纤维素无法比拟的优越特性。细菌纤维素属于纳米级纤维，是目前天然纤维中最细的，一根典型的细菌纤维线宽度仅有0.1μm，而针叶木浆纤维的宽度至少有30μm，即使棉花纤维的宽度也约为15μm，而且细菌纤维素是以100％纤维素的形式存在，纯度极高，并且具有良好的通透性、高抗张强度及极佳的性状维持能力等特性。现在，细菌纤维素还被广泛应用于人工皮肤、纱布、绷带和“创口贴”等伤科敷料商品。未来，细菌纤维素将被应用于造纸、纺织、电池隔膜、滤材等领域。目前细菌纤维素尚未能实现产业化，究其原因，主要存在以下两点技术障碍：1、发酵水平较低，产量低、成本高、价格不抵普通植物纤维素；2、进一步研究和利用细菌纤维素的成模和成型的工艺技术还没有解决。因此，有必要提供一种新的细菌纤维素的生产系统，来解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线及方法，本专利技术可实现自动化、连续化生产，不仅提高了生产效率、减少了人力投入，同时所生产的成膜厚度均匀，长度不受限制，且用户可根据需要自行设定衔接部之后的流程，具有较好的适应性。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种雾化发酵细菌纤维素的系统，包括依次相连的原料补充部、成膜发酵部、高效发酵部、纯化部、衔接部及控制系统；所述原料补充部中存放有发酵培养液，用于补充成膜发酵部的发酵损失，所述成膜发酵部中盛有用于生产纤维素成膜的菌群及发酵培养液，所述成膜发酵部与高效发酵部之间设有第一牵引传送带，所述第一牵引传送带将由成膜发酵部发酵得到的成膜牵引至高效发酵部内，所述高效发酵部包括雾化循环部和雾化发酵室，所述雾化发酵室上下两端面上成对角的设有进气口和出气口，所述进气口和出气口分别通过输气管与所述雾化循环部的雾气出口、雾气进口连接，雾化循环部通过所述进气口将雾化的发酵培养液输入至雾化发酵室内，由于气压的作用，雾化发酵室内多余的气体会经雾化发酵室的出气口处回收至雾化循环部内，使位于雾化发酵室内的成膜在充满动态的、均匀的气态的发酵培养液的环境中继续发酵，同时，雾化发酵室内的第二牵引传送带继续驱动成膜前进，经高效发酵后的成膜通过牵引轴牵引进入纯化部进行纯化，所述高效发酵部与纯化部之间、纯化部与衔接部之间均设有牵引轴。进一步的，所述控制系统包括PLC控制器、电源、多个驱动电机、变频器和减速机，所述PLC变频控制器分别与电源、驱动电机、变频器和减速机连接，所述驱动电机分别与变频器和减速机连接，并驱动系统中的轴类转动。进一步的，所述成膜发酵部包括发酵池，所述发酵池的出膜一侧为斜向上倾斜的浅滩，所述浅滩上设有一个横向的第一驱动轴，所述第一驱动轴的侧壁两端部的表面上均布有多个突刺，该第一驱动轴通过沿其轴向逆时针转动将发酵池中初步发酵好的成膜沿浅滩向上牵引，所述第一牵引传送带将浅滩中延伸出来的成膜拉出，所述发酵池的其他侧壁均向内倾斜，防止发酵培养液的液面下降时，成膜粘在侧壁上，由于第一驱动轴呈哑铃型，轴中部不接触成膜膜表面，因此只破坏膜两边的较少的部分，不会对成膜表面造成干扰。进一步的，所述第一牵引传送带包括分别位于成膜两侧的传送机构，所述传动机构包括上、下相对的两个传送带，所述传动带外表面均布有突刺，所述传送带由第二驱动轴驱动，所述第二驱动轴的一端连接驱动电机，所述第二驱动轴安装于第一支撑架上，同样的，由于第一牵引传送带及雾化发酵室内的第二牵引传送带均只接触膜的两侧，通过突刺的压力来固定成膜的两侧边缘，不接触膜中部，因此，不会对成膜中部的发酵造成干扰。进一步的，所述雾化发酵室的左、右两侧壁上分别设有成膜入口和成膜出口，所述成膜入口及成膜出口处的中部均固定有塑料薄膜，所述塑料薄膜的中部设有横向的缝隙，成膜通过塑料薄膜的缝隙穿入和穿出，防止雾化发酵室内的雾化培养液流失到外部环境中，同时保证雾化发酵室内雾化培养液气流的平稳性。进一步的，所述纯化部包括盛有NaOH溶液的纯化池和至少一个盛有纯净水的清洗池，由高效发酵部输出的成膜先由纯化池进行杀菌、脱色，再经过清洗池将成膜上的NaOH洗净，以保证纯化后的成膜pH值为6.5-7.5。进一步的，所述纯化池与清洗池之间同样设有牵引轴，该牵引轴将经纯化池纯化处理的成膜拉至清洗池内进行清洗，所述牵引轴安装在轴架上。进一步的，还包括化学修饰部和成型部，所述化学修饰部一侧与衔接部相邻，化学修饰部的另一侧放置有成型部，所述化学修饰部对成膜进行化学处理，使其具有抑菌效果或附加不同基团以提高复水率等，所述成型部包括操作台及模具辊刀，用于将成膜压制成需要的形状。进一步的，还包括切割部、干燥部及复卷部，所述切割部与衔接部相邻放置，所述切割部将成膜两侧被传送装置破坏的边缘切除，所述干燥部包括传送网带、导辊和加热辊，所述导辊用于引导成膜自加热辊的一侧穿入，所述传送网带为内外两张，所述成膜夹两张传送网带之间，并随传送网带附在加热辊的外壁上，所述传送网带的作用在于保持成膜在干燥脱水后的平整度，所述复卷部将干燥后的成膜进行卷制存储。一种应用上述系统的雾化发酵细菌纤维素的方法，包括以下步骤：(1)准备菌种、制备发酵培养液，按1：150的比例将菌液接种到已灭菌处理的种子培养液中，在28℃室温下培养24h，成为一级种子液；将一级种子液以5-10％的接种量接种到发酵池的发酵培养液中，静置培养12-48h，发酵池中发酵培养液的液面表面形成了一层致密的纤维素膜，即前述的成膜；(2)开启原料补充部阀门，使其向成膜发酵部填充步骤(1)接种菌液后所得的发酵培养液；(3)发酵一段时间后，开启电源，位于浅滩上的驱动轴以恒定的线速度将成型的成膜牵引至浅滩外，延伸出的成膜经过第一牵引传送带传送至高效发酵部继续发酵，同时雾化发酵室内的第二牵引传送带驱动成膜在雾化发酵室中匀速前行并自雾化发酵室的成膜出口处伸出；(4)自雾化发酵室伸出的成膜经纯化部的纯化池杀菌、脱色，再经清洗池将其表面的NaOH洗净，测量成膜的pH值；(5)将纯化后的成膜通过衔接部衔接至化学修饰部进行进一步加工或接至切割部进行切割后复卷存储。进一步的，所述第一牵引传送带、第二牵引传送带及牵引轴均具有相同的线速度，以匀速牵引成膜前进，保证成膜厚度均匀，此外，可通过调整牵引成膜的行进速度控制成膜的厚度，以满足不同的生产需要。所述步骤(5)中，进行进一步加工的具体方法为：衔接部与化学反应部之间的牵引轴将成膜牵拉至化学反应部内进行化学处理，化学修饰部与成型部之间的牵引轴将处理完毕的成膜牵拉至成型部，成型部对成膜进行造型压制；进行切割后复卷的方法为：切割部将成膜的两侧边缘切除，切除边缘后的成膜经干燥部进行干燥，干燥后的成膜在复卷部进行卷制。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术可实现自动化、连续化生产，不仅提高了生产效率、减少了人力投入，同时所生产的成膜长度不受限制；(2)本专利技术通过设置高效发酵部对成膜的上下两侧同时进行发酵，明显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线，其特征在于：包括依次相连的原料补充部、成膜发酵部、高效发酵部、纯化部和衔接部；所述原料补充部中存放有发酵培养液，并补充成膜发酵部的发酵损失，所述成膜发酵部中盛有用于生产纤维素成膜的菌群及发酵培养液，所述成膜发酵部与高效发酵部之间设有第一牵引传送带，所述第一牵引传送带将由成膜发酵部发酵得到的成膜牵引至高效发酵部内，所述高效发酵部包括雾化循环部和雾化发酵室，所述雾化发酵室上下两端面上成对角的设有进气口和出气口，所述进气口和出气口分别通过输气管与所述雾化循环部的雾气出口、雾气进口连接，雾化循环部通过所述进气口将雾化的发酵培养液输入至雾化发酵室内，由于气压的作用，雾化发酵室内多余的气体会经雾化发酵室的出气口处回收至雾化循环部内，使位于雾化发酵室内的成膜在充满动态的、均匀的气态发酵培养液的环境中继续发酵，同时，雾化发酵室内的第二牵引传送带继续驱动成膜前进，经高效发酵后的成膜通过牵引轴牵引进入纯化部进行纯化，所述高效发酵部与纯化部之间、纯化部与衔接部之间均设有牵引轴。

【技术特征摘要】
1.一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线，其特征在于：包括依次相连的原料补充部、成膜发酵部、高效发酵部、纯化部和衔接部；所述原料补充部中存放有发酵培养液，并补充成膜发酵部的发酵损失，所述成膜发酵部中盛有用于生产纤维素成膜的菌群及发酵培养液，所述成膜发酵部与高效发酵部之间设有第一牵引传送带，所述第一牵引传送带将由成膜发酵部发酵得到的成膜牵引至高效发酵部内，所述高效发酵部包括雾化循环部和雾化发酵室，所述雾化发酵室上下两端面上成对角的设有进气口和出气口，所述进气口和出气口分别通过输气管与所述雾化循环部的雾气出口、雾气进口连接，雾化循环部通过所述进气口将雾化的发酵培养液输入至雾化发酵室内，由于气压的作用，雾化发酵室内多余的气体会经雾化发酵室的出气口处回收至雾化循环部内，使位于雾化发酵室内的成膜在充满动态的、均匀的气态发酵培养液的环境中继续发酵，同时，雾化发酵室内的第二牵引传送带继续驱动成膜前进，经高效发酵后的成膜通过牵引轴牵引进入纯化部进行纯化，所述高效发酵部与纯化部之间、纯化部与衔接部之间均设有牵引轴。2.根据权利要求1所述的一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线，其特征在于：所述成膜发酵部包括发酵池，所述发酵池的出膜一侧为斜向上倾斜的浅滩，所述浅滩上设有一个横向的第一驱动轴，所述第一驱动轴的侧壁两端部的表面上均布有多个突刺，该第一驱动轴通过沿其轴向逆时针转动将发酵池中初步发酵好的成膜沿浅滩向上牵引，所述第一牵引传送带将浅滩中延伸出来的成膜拉出，所述发酵池的其他侧壁均向内倾斜，防止发酵培养液的液面下降时，成膜粘在侧壁上。3.根据权利要求1所述的一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线，其特征在于：所述第一牵引传送带包括分别位于成膜两侧的传送机构，所述传动机构包括上、下相对的两个传送带，所述传动带外表面均布有突刺，所述传送带由第二驱动轴驱动，所述第二驱动轴的一端连接驱动电机，所述第二驱动轴安装于第一支撑架上。4.根据权利要求1所述的一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线，其特征在于：所述雾化发酵室的左、右两侧壁上分别设有成膜入口和成膜出口，所述成膜入口及成膜出口处的中部均固定有塑料薄膜，所述塑料薄膜的中部设有横向的缝隙，成膜通过塑料薄膜的缝隙穿入和穿出，防止雾化发酵室内的雾化培养液流失到外部环境中。5.根据权利要求1所述的一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线，其特征在于：所述纯化部包括盛有NaOH溶液的纯化池和至少一个盛有纯净水的清洗池，由高效发酵部输出的成膜先由纯化池进行杀菌、脱色，再经过清洗池将成膜上的NaOH洗净，以保证纯化后的成膜pH值为6.5-7.5。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚明，孙焕儒，
申请(专利权)人：山东纳美德生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37