[发明专利]用于缩微化发酵装置的磁力搅拌装置和加热制冷系统

说明书

本发明公开了用于缩微化发酵装置的磁力搅拌装置和加热制冷系统。磁力搅拌装置至少包括可拆卸式搅拌轴模块、第一永磁体、步进电机，第一永磁体固定于步进电机；搅拌轴模块带有第二永磁体；发酵装置包括至少一个发酵罐，搅拌轴模块为可拆卸式安装于发酵罐内，第一永磁体设置在发酵罐外。加热制冷系统包括罐体加热与制冷装置和尾气冷凝装置；其中，罐体加热与制冷装置包括加热制冷腔、加热模块、制冷模块，加热模块和制冷模块共用加热制冷腔；尾气冷凝装置包括冷凝管、第二半导体制冷片、第二散热片及第二散热风扇，尾气冷凝装置带有冷凝水进出水支管，通过冷凝水进出水支管外接冷凝水。

技术领域

本发明涉及一种微型化高通量发酵装置，特别涉及其中的磁力机械搅拌装置部分及加热制冷系统。

背景技术

微生物菌种筛选、培养基配方开发和发酵工艺研究，离不开实验用发酵罐，来模拟生产用发酵罐上各种检测和控制参数和环境条件。常规的实验用发酵罐与生产用发酵罐在发酵罐结构上、搅拌形式上、pH和溶氧等参数检测原理和方法上都比较一致，能够很好地模拟生产罐上的测控方式和环境条件，但是常规实验用发酵罐的搅拌形式及加热制冷形式很难直接移植到这种微型化高通量发酵装置中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：如何使用微型化高通量发酵装置，完全模拟生产罐的搅拌形式及加热制冷形式。

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面，提供了一种用于缩微化发酵装置的磁力搅拌装置，磁力搅拌装置至少包括搅拌轴模块、第一永磁体、步进电机，第一永磁体固定于步进电机，搅拌轴模块带有第二永磁体；发酵装置包括至少一个发酵罐，搅拌轴模块为可拆卸式安装于发酵罐内，第一永磁体设置在发酵罐外；

进行搅拌工作时，步进电机带动第一永磁体进行转动，第一永磁体耦合驱动第二永磁体，进而使搅拌轴模块旋转。

进一步地，搅拌轴模块包括搅拌轴、下轴套以及依次套装在搅拌轴的第二永磁体、搅拌桨叶、第一轴承和第二轴承，下轴套安装在第一轴承外，轴封安装在下轴套的下部之内。搅拌轴模块还包括搅拌轴套管和锁紧螺母；搅拌轴套管套装在轴套上并位于第一轴承和第二轴承之间，锁紧螺母锁定在搅拌轴的上顶端。

进一步地，发酵罐安装有上轴套，下轴套通过螺纹副与上轴套连接。上轴套和下轴套连接处由O型密封圈密封。

本发明的第二方面，提供了一种用于缩微化发酵装置的加热制冷系统，加热制冷系统包括罐体加热与制冷装置和尾气冷凝装置；其中，罐体加热与制冷装置包括加热制冷腔、加热模块、制冷模块，加热模块和制冷模块共用加热制冷腔。

进一步地，加热模块包括加热棒。制冷模块包括第一半导体制冷片、传导均热板、第一散热片及第一散热风扇。

进一步地，尾气冷凝装置包括冷凝管、第二半导体制冷片、第二散热片及第二散热风扇。尾气冷凝装置带有冷凝水进出水支管，通过冷凝水进出水支管外接冷凝水。

本发明的有益效果是：

以缩微化的方式，直接将生产发酵罐缩微到最小，最大可能地与生产发酵罐上罐体和搅拌结构、温度控制系统保持一致，基于这种缩微化发酵装置研究开发出来的菌种、配方和工艺参数更容易放大到生产规模。

磁力搅拌装置内部密封良好且装配拆卸方便，另外最重要方面是保证了轴承不与罐内培养液接触而发生“污染”。同时保证搅拌轴整体长度，从而保证罐内磁铁与罐外磁距离一定，使得电机传递搅拌轴扭矩大，速度快。

同时发酵罐罐体与罐盖组成一个封闭密封腔，使罐内介质处于完全封闭状态，因而可实现静密封、耐高压、无泄漏的目的。

对罐体部装进行加热及制冷，对尾气进行了单冷处理，还可外接水路制冷。在不同部位实现独立温控，且高效快捷，可以实现快速加热、快速散热、快速制冷、尾气快速冷凝等功效。

附图说明