一种多级生物发酵系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多级生物发酵系统，一级进料管路一端从一级发酵罐上部的进料口延伸至一级发酵罐内底部，二级进料管路的一端与一级发酵罐底部的出料口相连通，二级进料管路的另一端贯穿二级发酵罐上部的进料口并延伸至二级发酵罐内底部，三级进料管路的一端与第二发酵罐底部的出料口相连通，三级进料管路的另一端贯穿三级发酵罐上部的进料口并延伸至三级发酵罐内底部，三级发酵罐底部的出料口分别设置有回料管路和出料管路，回料管路另一端与二级发酵罐上部的进料口相连通。该系统实现多级自动化连续培养，提高了生产效率，每级发酵罐根据各级发酵阶段的发酵条件设计，使各级发酵效果均达到最佳状态。

【技术实现步骤摘要】
一种多级生物发酵系统
本专利技术涉及生物发酵设备
，具体涉及一种多级生物发酵系统。
技术介绍
发酵罐，指工业上用来进行微生物发酵的装置，它取代了传统的发酵容器，与传统的容器相比，它具有更明显的优点：在使用前能进行全方位严格的灭菌，通入空气，保证足够的溶氧量，维持恒定的压力、温度和PH值为微生物提供良好的发酵环境，还能实施搅拌等促进微生物成长的措施。但是对于微生物的大规模连续生产过程中，微生物通常需要经过至少三个不同的发酵阶段，每个发酵阶段中发酵的工艺参数不同。现有技术中，通常需要人工需要根据发酵罐内的发酵程度更换发酵罐，耗时较长，生产效率低，严重制约了其规模化生产，且每级发酵罐中功能较为单一，只设置简单的搅拌装置，并未根据每个阶段的微生物发酵特点进行设计，各级发酵罐内的发酵效果受到了限制，影响了最终发酵效果以及发酵效率。因此，亟需研发出一种自动投料、实时监控每个发酵罐中发酵程度，连续自动化进行逐级扩大培养的微生物发酵系统，提高了生产效率，实现了发酵过程的自动化、规模化生产。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种多级生物发酵系统，可以实现多级自动化连续培养，提高了生产效率，每级发酵罐根据各级发酵阶段的发酵条件设计，使各级发酵效果均达到最佳状态。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种多级生物发酵系统，包括一级发酵罐、二级发酵罐、三级发酵罐、一级进料管路、二级进料管路、三级进料管路、回料管路、出料管路和电控箱，所述一级进料管路一端从所述一级发酵罐上部的进料口延伸至所述一级发酵罐内底部，所述二级进料管路的一端与所述一级发酵罐底部的出料口相连通，所述二级进料管路的另一端贯穿所述二级发酵罐上部的进料口并延伸至所述二级发酵罐内底部，所述三级进料管路的一端与所述第二发酵罐底部的出料口相连通，所述三级进料管路的另一端贯穿所述三级发酵罐上部的进料口并延伸至所述三级发酵罐内底部，所述三级发酵罐底部的出料口分别设置有回料管路和出料管路，所述回料管路另一端与所述二级发酵罐上部的进料口相连通；所述一级发酵罐包括第一罐体，所述第一罐体顶部密封固定有第一顶盖，所述第一顶盖上开设有进料口和可开合的排气口，所述第一罐体内设置有一级搅拌装置，所述第一罐体内下部设有布气管路，所述布气管路上设置有多个气孔，所述布气管路一端固定在第一罐体内侧壁上，所述布气管路另一端贯穿所述第一罐体内另一侧壁与位于第一罐体外的进气装置相连通；所述一级搅拌装置包括第一驱动电机，第一旋转轴和消泡机构，所述第一驱动电机安装在所述第一顶盖的上方，所述第一驱动电机的输出端贯穿第一顶盖与位于第一罐体内的第一旋转轴相连，所述第一旋转轴下部安装有多组搅拌叶片，所述第一旋转轴上部安装有消泡机构；所述二级发酵罐内设置有第二搅拌装置，所述三级发酵罐内设置有第三搅拌装置，所述一级发酵罐、二级发酵罐和三级发酵罐内均设置有温度传感器和pH传感器，所述一级发酵罐、二级发酵罐和三级发酵罐侧壁上均设置有取样管路。进一步地改进在于，所述消泡机构包括轴套、两个消泡浆和蛇形消泡管，两个所述消泡浆的一端分别通过轴套套设在所述搅拌轴上部，两个所述消泡浆另一端分别套设有弹性保护管，所述弹性保护管均与所述第一罐体内壁相接触，所述蛇形消泡管分别焊接在两个所述消泡浆上。通过设置蛇形消泡管快速有效的对发酵过程中产生的泡沫进行有效的处理，通过设置弹性保护管既能避免泡沫通过消泡浆与第一罐体内壁之间的间隙上翻，也能避免消泡浆与第一罐体内壁直接接触产生刮擦。进一步地改进在于，所述气孔以成对的方式均匀分布于所述布气管路上，且两个所述气孔与布气管路中轴连接的夹角为90度。气孔采用此种设计，提升了第一罐体内进气的均匀性。进一步地改进在于，所述二级发酵罐包括第二罐体，所述第二罐体顶部密封固定有第二顶盖，所述第二搅拌装置包括伸缩气缸、固定板、两个第二驱动电机、两个第二旋转轴和多组搅拌叶片，所述固定板水平设置在所述第二罐体内上部，所述固定板与所述第二罐体内侧壁接触部分设有橡胶密封垫，所述伸缩气缸固定在所述第二顶盖上方，所述伸缩气缸的伸缩端贯穿第二顶盖伸入至第二罐体内部与固定板顶部固定连接，固定板在伸缩气缸的带动下上下移动，所述固定板顶部对称固定有两个第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端均贯穿固定板与位于固定板下方的第二旋转轴相连接，所述第二旋转轴上均设置有多组搅拌叶片。通过伸缩气缸带动固定板上下运动，进而带动位于固定板下方的第二旋转轴上下运动，实现了对第二罐体内发酵料进行更加充分的混合，使得发酵更快更均匀。进一步地改进在于，所述三级发酵罐包括第三罐体，所述第三罐体顶部密封固定有第三顶盖，所述第三搅拌装置包括第三驱动电机、第三旋转轴、多组搅拌叶片和固定块，所述第三驱动电机固定在所述第三顶盖的顶部，所述第三驱动电机的输出端贯穿第三顶盖与位于第三罐体内的第三旋转轴相连，所述第三旋转轴上设置有多组搅拌叶片，所述第三罐体内的搅拌叶片上均匀设置有固定块。通过第三罐体内设置第三搅拌装置，并在搅拌叶片上均匀设置固定块，搅拌的更加充分，发酵物料反应更加彻底。进一步地改进在于，所述一级进料管路、二级进料管路、三级进料管路、回料管路、出料管路、布气管路、取样管路上均设置有控制阀。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术中采用多级发酵罐相连接，并在密闭条件下对微生物的大规模连续培养，发酵料依次进入到一级发酵罐、二级发酵罐和三级发酵罐进行逐级发酵后，经过检测发酵完全的发酵料进入到储液池进行存储，实现了连续循环生产，同时经检测发酵不完全的发酵料通过回料管路进入到二级发酵罐进行再次发酵，确保发酵料的发酵效果；一级发酵罐内通过布气管路保证发酵料中足够的溶氧量，通过第一搅拌装置对发酵料进行初步混合，通过消泡装置快速处理掉发酵过程中产生的泡沫，保证了一级发酵罐内初步发酵的效果；随后，发酵料进入到二级发酵罐内进行深度发酵，二级发酵罐内在伸缩气缸的带动下，第二旋转轴带动搅拌叶片进行上下运动，实现了对第二罐体内发酵料进行更加充分的混合，使得发酵更快更均匀更加彻底；经过深度发酵后的发酵料进入到三级发酵罐中，对发酵料的发酵程度进行再次调整控制，保证最终发酵料的发酵效果均达到最佳状态。附图说明下面结合附图与具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。图1为本专利技术中多级生物发酵系统的结构示意图；图2为本专利技术中一级发酵罐的内部结构图；图3为本专利技术中布气管路截面图；图4为本专利技术中二级发酵罐的内部结构图；图5为本专利技术中三级发酵罐的内部结构图；图6为本专利技术中三级发酵罐的截面图；其中，具体附图标记如下：一级发酵罐1，第一罐体101，第一顶盖102，排气口103，布气管路104，气孔105，进气装置106，第一驱动电机107，第一旋转轴108，第一搅拌叶片109，轴套110，消泡浆111，蛇形消泡管112，弹性保护管113，二级发酵罐2，第二罐体201，第二顶盖202，伸缩气缸203，固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级生物发酵系统，其特征在于，包括一级发酵罐、二级发酵罐、三级发酵罐、一级进料管路、二级进料管路、三级进料管路、回料管路、出料管路和电控箱，所述一级进料管路一端从所述一级发酵罐上部的进料口延伸至所述一级发酵罐内底部，所述二级进料管路的一端与所述一级发酵罐底部的出料口相连通，所述二级进料管路的另一端贯穿所述二级发酵罐上部的进料口并延伸至所述二级发酵罐内底部，所述三级进料管路的一端与所述第二发酵罐底部的出料口相连通，所述三级进料管路的另一端贯穿所述三级发酵罐上部的进料口并延伸至所述三级发酵罐内底部，所述三级发酵罐底部的出料口分别设置有回料管路和出料管路，所述回料管路另一端与所述二级发酵罐上部的进料口相连通；/n所述一级发酵罐包括第一罐体，所述第一罐体顶部密封固定有第一顶盖，所述第一顶盖上开设有进料口和可开合的排气口，所述第一罐体内设置有一级搅拌装置，所述第一罐体内下部设有布气管路，所述布气管路上设置有多个气孔，所述布气管路一端固定在第一罐体内侧壁上，所述布气管路另一端贯穿所述第一罐体内另一侧壁与位于第一罐体外的进气装置相连通；所述一级搅拌装置包括第一驱动电机，第一旋转轴和消泡机构，所述第一驱动电机安装在所述第一顶盖的上方，所述第一驱动电机的输出端贯穿第一顶盖与位于第一罐体内的第一旋转轴相连，所述第一旋转轴下部安装有多组搅拌叶片，所述第一旋转轴上部安装有消泡机构；/n所述二级发酵罐内设置有第二搅拌装置，所述三级发酵罐内设置有第三搅拌装置，所述一级发酵罐、二级发酵罐和三级发酵罐内均设置有温度传感器和pH传感器，所述一级发酵罐、二级发酵罐和三级发酵罐侧壁上均设置有取样管路。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多级生物发酵系统，其特征在于，包括一级发酵罐、二级发酵罐、三级发酵罐、一级进料管路、二级进料管路、三级进料管路、回料管路、出料管路和电控箱，所述一级进料管路一端从所述一级发酵罐上部的进料口延伸至所述一级发酵罐内底部，所述二级进料管路的一端与所述一级发酵罐底部的出料口相连通，所述二级进料管路的另一端贯穿所述二级发酵罐上部的进料口并延伸至所述二级发酵罐内底部，所述三级进料管路的一端与所述第二发酵罐底部的出料口相连通，所述三级进料管路的另一端贯穿所述三级发酵罐上部的进料口并延伸至所述三级发酵罐内底部，所述三级发酵罐底部的出料口分别设置有回料管路和出料管路，所述回料管路另一端与所述二级发酵罐上部的进料口相连通；
所述一级发酵罐包括第一罐体，所述第一罐体顶部密封固定有第一顶盖，所述第一顶盖上开设有进料口和可开合的排气口，所述第一罐体内设置有一级搅拌装置，所述第一罐体内下部设有布气管路，所述布气管路上设置有多个气孔，所述布气管路一端固定在第一罐体内侧壁上，所述布气管路另一端贯穿所述第一罐体内另一侧壁与位于第一罐体外的进气装置相连通；所述一级搅拌装置包括第一驱动电机，第一旋转轴和消泡机构，所述第一驱动电机安装在所述第一顶盖的上方，所述第一驱动电机的输出端贯穿第一顶盖与位于第一罐体内的第一旋转轴相连，所述第一旋转轴下部安装有多组搅拌叶片，所述第一旋转轴上部安装有消泡机构；
所述二级发酵罐内设置有第二搅拌装置，所述三级发酵罐内设置有第三搅拌装置，所述一级发酵罐、二级发酵罐和三级发酵罐内均设置有温度传感器和pH传感器，所述一级发酵罐、二级发酵罐和三级发酵罐侧壁上均设置有取样管路。


2.根据权利要求1所述的多级生物发酵系统，其特征在于，所述消泡机构包括轴套、两个消泡浆和蛇形消泡管，两个所述消泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：章翼，王磊，尚若锋，
申请(专利权)人：上海复晶生物工程设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31