[實用新型]一種連續(xù)生產(chǎn)細(xì)菌纖維素膜的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720094293.3
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN206512195U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戚明;孫煥儒;孔蕊
• 申請（專利權(quán)）人: 山東納美德生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/12
• 分類號: C12M1/12;C12M1/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 鄭平

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于細(xì)菌纖維素發(fā)酵領(lǐng)域，特別涉及一種連續(xù)生產(chǎn)細(xì)菌纖維素膜的裝置。

背景技術(shù)

靜置培養(yǎng)時，細(xì)菌纖維素膜的形成是一個非常特殊的過程，纖維素膜總是在培養(yǎng)液的表面形成。這是由于細(xì)菌對氧氣的需求量很大，在氣液接觸面上可以得到充分的氧氣供應(yīng)。所以纖維素膜總是在培養(yǎng)液表面形成。細(xì)菌在膜內(nèi)繼續(xù)繁殖和分泌纖維素，新生成的纖維素依然在膜最上方，老的纖維素膜在液面下，纖維素膜便不斷加厚。

當(dāng)纖維膜厚到一定程度時，把培養(yǎng)液和細(xì)菌分開，培養(yǎng)液供應(yīng)不足，導(dǎo)致產(chǎn)量開始下降。再加上副產(chǎn)物乙酸會降低pH，纖維素膜的厚度就不再增加。

現(xiàn)階段制約著細(xì)菌纖維素實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)障礙主要有：1、發(fā)酵水平較低，產(chǎn)量低、成本高、價格不抵普通植物纖維素；2、進(jìn)一步研究和利用細(xì)菌纖維素的成模和成型的工藝技術(shù)還沒有解決。

中國專利CN201210575564.9公開了一種連續(xù)生產(chǎn)細(xì)菌纖維素的方法，通過將發(fā)酵培養(yǎng)細(xì)菌纖維素的過程分為預(yù)培養(yǎng)階段、連續(xù)培養(yǎng)和后處理三個階段，將規(guī)模化生產(chǎn)細(xì)菌纖維素時所存在的零產(chǎn)量時間基本排除，提高了生產(chǎn)效率，能夠明顯降低長時間生產(chǎn)細(xì)菌纖維素的成本。中國專利CN201220021360.6公開了一種快速規(guī)模化制備細(xì)菌纖維素復(fù)合材料的裝置，實現(xiàn)了細(xì)菌纖維素膜片的動態(tài)連續(xù)化發(fā)酵和在線收獲的高效機(jī)械化生產(chǎn)作業(yè)。但上述方法皆采用轉(zhuǎn)鼓以實現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵，細(xì)菌纖維素膜的分離較為復(fù)雜。

實用新型內(nèi)容

為了克服上述不足，本實用新型提供一種連續(xù)生產(chǎn)細(xì)菌纖維素膜的設(shè)備。該設(shè)備可以連續(xù)發(fā)酵一個月以上，生產(chǎn)出寬度、厚度可控、長度自由選擇的細(xì)菌纖維素濕膜，在后續(xù)的加工處理中，有更大的可操作空間。生產(chǎn)過程可以持續(xù)的自動化控制，節(jié)省人力成本。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種連續(xù)生產(chǎn)細(xì)菌纖維素膜的裝置，包括：中空腔體，發(fā)酵池，一級牽引裝置、滅菌池，二級牽引裝置；所述發(fā)酵池、一級牽引裝置、滅菌池、二級牽引裝置依次相連；所述發(fā)酵池、一級牽引裝置、二級牽引裝置、滅菌池位于中空腔體內(nèi)，所述發(fā)酵池的一端設(shè)置有與外界進(jìn)行液體交換的管道；所述一級牽引裝置用于牽引發(fā)酵池內(nèi)形成的濕膜沿發(fā)酵池液面水平運(yùn)動，所述二級牽引裝置用于牽引濕膜沿滅菌池內(nèi)壁U型運(yùn)動。

工作時，首先，將培養(yǎng)液接種在發(fā)酵池，進(jìn)行靜止發(fā)酵，形成細(xì)菌纖維素濕膜，當(dāng)濕膜達(dá)到目標(biāo)厚度后，啟動一級牽引裝置，將濕膜從發(fā)酵池平穩(wěn)拉出，注意控制牽引速度，保證發(fā)酵液液面不產(chǎn)生波動、濕膜不發(fā)生斷裂。

然后，將牽引出的濕膜在靜止一段時間后(將濕膜轉(zhuǎn)接到二級牽引裝置)，通過二級牽引裝置浸入滅菌池中進(jìn)行滅菌，達(dá)到滅菌要求后，繼續(xù)由二級牽引裝置將其引出，進(jìn)行后續(xù)處理，即得細(xì)菌纖維素膜成品。

所述一級牽引裝置/二級牽引裝置可通過人工牽引，或在濕膜兩端插入帶有倒刺的小鉤等常規(guī)方式與所述一級牽引裝置/二級牽引裝置相連。

研究中我們還發(fā)現(xiàn)：隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，發(fā)酵液液面逐漸下降，此時會有部分細(xì)菌纖維素濕膜殘留在發(fā)酵池的側(cè)壁上，不僅浪費(fèi)原料，還會因為局部的牽拉影響濕膜厚度的均勻性，為此，本實用新型通過多次試驗的反復(fù)研究，提出將發(fā)酵池的橫截面設(shè)置為梯形，避免了濕膜在發(fā)酵池側(cè)壁殘留，保證了濕膜厚度的均勻性。

優(yōu)選的，所述發(fā)酵池的橫截面為梯形，所述梯形的腰與下底邊的夾角為60°～72°，在梯形發(fā)酵池內(nèi)，隨著液面的下降，液面的寬度逐漸增大，若梯形的腰與下底邊的夾角過小，單位時間內(nèi)的液面寬度增幅過大，新增區(qū)域的濕膜厚度較薄，濕膜厚度的均勻性下降；若梯形的腰與下底邊的夾角過大，又不可避免地造成濕膜在發(fā)酵池側(cè)壁的殘留。為此，本實用新型通過大量實驗摸索后發(fā)現(xiàn)：若所述梯形的腰與下底邊的夾角為60°～72°可保證濕膜平穩(wěn)、均勻、連續(xù)地輸出。

優(yōu)選的，所述一級牽拉裝置或二級牽拉裝置為卷膜裝置或傳送帶。

工作中，所述一級牽拉裝置的線速度恒定為其中，a為發(fā)酵池的長度，t₁為發(fā)酵到目標(biāo)厚度的時間。

優(yōu)選的，所述卷膜裝置中卷膜軸的初始直徑為r₂，每一圈的直徑為r₂+2b×(n-1)，n為圈數(shù)，每一圈的周長為2π[r₂+2b×(n-1)]，卷軸轉(zhuǎn)速為

本實用新型還提供了一種連續(xù)生產(chǎn)細(xì)菌纖維素膜的裝置，包括：中空腔體，發(fā)酵池，牽引裝置，所述發(fā)酵池與牽引裝置相連；所述發(fā)酵池、牽引裝置位于中空腔體內(nèi)，所述發(fā)酵池的一端設(shè)置有與外界進(jìn)行液體交換的管道；所述牽引裝置用于牽引發(fā)酵池內(nèi)形成的濕膜沿發(fā)酵池液面水平運(yùn)動。