[發明專利]一種三頻超聲輔助發酵設備

無效

• 申請號: 201210278707.X
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN103571747A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 馬海樂
• 申請（專利權）人: 馬海樂
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12M1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為一種三頻超聲輔助發酵設備，屬于生物工程技術領域。

背景技術

近年來，超聲波除了強化生物資源有效成分的提取、生物反應、化學反應、溶液的均質與乳化等領域外，開始被應用于強化生物發酵過程。

已有的研究表明，低強度超聲加載于微生物的發酵過程中，可以加速微生物細胞的生長，同時可以促進有益代謝產物的合成。鄧毛程的研究證明（食品玉發酵工業，2008，34（3）：61-65）適宜的超聲波處理對高纖椰果發酵有明顯的促進作用，利用28?kHz的超聲波從發酵48?h開始進行處理，每次處理180?s，每隔1.5?h處理1次，發酵240?h，發酵產物中纖維素干重比空白試驗提高20.5%。該研究僅僅用超聲波洗槽完成試驗工作。于淑娟關于超聲波催化米曲霉發酵生產醬油的應用研究表明（中國調味品，1999，（11）：18-20），在40?kHz、10?W的超聲波作用下，醬油發酵速度是傳統工藝的150?%，米曲霉孢子生長率增加310?%，孢子發芽率增加8?%。該試驗將發酵罐置于超聲波生化反應器的振蕩槽內，沒有真正的超聲波發酵罐。

日本大關、本多電子和服部等3?家公司（食品與科學（日），1995，（8）：26）在啤酒和清酒的發酵過程中，使用超聲波照射，結果不僅縮短了一半的發酵時間，而且還提高酒的香氣成分。發酵達到酒精濃度的時間可由34天縮短到19天，其酯類等香氣成分含量可提高1?倍多。

為了滿足超聲對發酵強化試驗研究的需要，開發了一些簡單的設備，例如實用新型專利ZL?94224593.8“超聲波協同酶解發酵器”，該裝置在一只旋轉器的凹槽的底部貼上超聲換能器，在凹槽上面放置發酵器。這種設備僅能用于簡單的發酵試驗。

發明內容

本發明為了克服上述現有技術的不足，設計一種三頻超聲輔助發酵設備，可以滿足更為復雜的微生物發酵實驗或者小規模發酵生產。

本發明的目的是由以下技術方案來實現的：

所述的設備由發酵罐1、在發酵罐1的下半部外壁均勻分布貼上三只頻率不同的發散式超聲波換能器2、向換能器提供高頻交流電信號的超聲波發生器3、向發生器發出工作指令的程序控制器4組成。

程序控制器可以進行超聲波工作模式的設定，工作模式包括三只不同頻率的換能器同時連續工作與順序工作、任意兩只不同頻率的換能器同時連續工作與交替工作的情況，可以設定的參數包括超聲處理時間、順序工作模式每只換能器的工作時間、超聲波的功率。??

本發明也包含三只超聲波換能器頻率相同的情況。

與現有的技術比較，本發明具有以下特點：

（1）通過超聲波對微生物活性的改善，提高發酵效率；

（2）三只超聲波換能器可以分別單只工作，可以三只按照順序發出超聲，也三只同時連續工作，作為一種試驗研究機型，便于進行最佳頻率的篩選，有利于對復雜發酵過程強化模式的篩選。

附圖說明

附圖1是三頻超聲輔助發酵設備結構圖，1為發酵罐、2為超聲波換能器、3為超聲波發生器、4為控制器。

?實施例1（單頻工作模式）

該設備在傳統發酵罐的下半部外壁均勻分布貼上三只頻率為16kHz、20kHz、28kHz的發散式超聲波換能器，由超聲波發生器向換能器提供高頻交流電信號、程序控制器向發生器發出工作指令。在20kHz的超聲波輻射下，發酵罐中微生物活性顯著提高，發酵效率顯著改善。

實施例2（三頻順序工作模式）

設備的構成同實施例1。超聲波的工作模式為三只超聲波換能器按照16kHz、20kHz、28kHz的順序，依次循環發出超聲波。

實施例3（三頻同時連續工作模式）

設備的構成同實施例1。超聲波的工作模式為頻率16kHz、20kHz和28kHz的三只超聲波換能器同時連續工作。

實施例4（雙頻同時連續工作模式）

設備的構成同實施例1。超聲波的工作模式為頻率20kHz和28kHz的兩只超聲波換能器同時連續工作。

實施例5（雙頻交替工作模式）

設備的構成同實施例1。超聲波的工作模式為頻率16kHz和20kHz的兩只超聲波換能器交替工作。

實施例6（同頻同時連續工作模式）

設備的構成同實施例1。三只超聲波換能器的頻率均為20kHz，它們同時連續工作。