[发明专利]一种多功能固态发酵反应器

摘要

本发明涉及一种多功能固态发酵反应器，包括主罐、辅助系统和控制中心；主罐上端口通过法兰将罐盖固定，罐盖的顶部固定圆筒接口；该圆筒接口上端面分别有4个接口，4个接口连接的管路分别通过阀门与气体净化模块、压力计、气体分析模块相连，第一接口的管路末端连接一四通，四通的一接口通过气体管道进入主罐，形成气体从第四接口到第五接口构成一个回路；辅助系统由无菌接种、循环气体、外源气体三个部分组成。在本发明的反应器内可以实现密闭、无杂菌污染和压力脉动的固态发酵过程，同时又可应用于固态有机物的快速腐熟过程，在发酵过程中可监测到各种参数，并提供了一种反应器内原位提取所需发酵产物的方法。

主权项

一种多功能固态发酵反应器，包括主罐(1)、辅助系统和控制中心(CC)；其特征在于：所述的主罐(1)由一圆筒，和在该主罐(1)上端口通过法兰(7‑1)将罐盖(8)，密封固定；所述的罐盖(8)的顶部密封固定一个圆筒接口(10‑1)，所述的圆筒接口(10‑1)的底端带有一个接口法兰(7‑2)，在圆筒接口(10‑1)的上端面上分别开有第一接口、第二接口、第三接口、第四接口；所述的主罐(1)的底口与罐底(6)连接而成；所述的第一接口(9‑1)通过管路与第一电磁阀(13‑1)和气体净化模块(14)相连；所述的第一电磁阀(13‑1)和控压模块(15)电连接；所述的第二接口(9‑2)上安装压力计(12‑1)，所述的压力计(12‑1)与控压模块(15)电连接，所述的控压模块(15)与第一电磁阀(13‑1)电连接；所述的第三接口(9‑3)通过管路与阀门(11‑1)相连，所述的第一阀门(11‑1)后的管路与环境相通；所述的第四接口(9‑4)通过管路与气体分析模块(21‑2)、调速气泵(22)和换热模块(25‑1)相连，所述的管路末端连接一四通(17)，所述四通(17)第一接口通过气体管道连接在主罐(1)底端的第五接口(9‑5)进入主罐(1)，形成气体从第四接口(9‑4)到第五接口(9‑5)的一个回路；所述的主罐(1)的内腔中设置N层在同一平面上的活动支架(2)，在每一层活动支架(2)上安装有一个托盘(3)，其中，N为正整数；所述的主罐(1)的外壁由保温层(4)包裹，所述的保温层(4)的外部或者底部设有支撑主罐(1)的罐架(5)；所述的罐底(6)的底口密封连接一接口圆筒(10‑2)，所述的接口圆筒(10‑2)的底面上分别设有第五接口(9‑5)和第六接口(9‑6)，所述的第五接口连接四通(17)的第一接口；所述的第六接口(9‑6)通过管路与疏水阀(16)相连，疏水阀(16)用于排出主罐(1)内的液体；所述的辅助系统由无菌接种部分、气体循环部分和外源气体部分组成；其中，所述的无菌接种部分由种子罐(18)，和在该种子罐(18)上口中接入一组双排管(19)，其中一支管子比另一支管子长，该短的管子上连通一根安装有第三阀门(11‑3)的管，所述的四通(17)的第二接口通过带有第二阀门(11‑2)的管路与所述的管连接，双排管(19)接入种子罐(18)中组成；所述的气体循环部分由第四接口(9‑4)、气体分析模块(21‑2)、调速气泵(22)、换热模块(25‑1)、四通(17)、第五接口(9‑5)经过管路连接组成，至此，气体从第四接口(9‑4)到第五接口(9‑5)构成一个回路；所述的外源气体部分由气源和气体控制组成，其中，气源的空气经由管路通过空气净化模块(23)到达三通(20‑2)，氧气经由管路通过第三电磁阀(13‑3)到达三通(20‑2)，所述的三通(20‑2)连接一储气罐(26)，所述的储气罐(26)上部有第七接口(9‑7)和第八接口(9‑8)两个接口，所述的第七接口(9‑7)通过管路连接一气压计(12‑2)；所述的第八接口(9‑8)通过管路与第三三通(20‑3)相接，所述的第三三通(20‑3)的两个接口分别与一增湿模块(24)和第四电磁阀(13‑4)通过管路相连，第四电磁阀(13‑4)通过管路与第四三通(20‑4)相连，所述的增湿模块(24)与第六阀门(11‑6)通过管路连接，所述的第六阀门(11‑6)通过管路与第四三通(20‑4)连接，所述的第四三通(20‑4)上的管路与第二换热器(25‑2)连接，从换热器出来的管路再进入第一气体分析模块(21‑1)，管路通过第一气体分析模块(21‑1)与第五阀门(11‑5)相连，所述的第五阀门(11‑5)上的管路连接第一三通(20‑1)，所述的第一三通(20‑1)上的两路管路分别与所述的第四阀门(11‑4)和第二电磁阀(13‑2)相连，第四阀门(11‑4)的管路与环境相通，第二电磁阀(13‑2)的管路连接四通(17)，至此，外界气源通过管路进入主罐(1)；所述的控制中心(CC)的运算工作由个人计算机或者工控机完成，控制中心(CC)电连控压模块(15)、第一气体分析模块(21‑1)、第二气体分析模块(21‑2)、调速气泵(22)、第一换热器(25‑1)、第二换热器(25‑2)和第三电磁阀(13‑3)组成；所述的控压模块(15)与压力计(12‑1)、第一电磁阀(13‑1)和第二电磁阀(13‑2)电连接，按照该控制中心(CC)的运算决定电磁阀的状态；所述的气体分析模块(21‑1)将测定气体参数给控制中心(CC)电信号，控制中心(CC)决定第四电磁阀(13‑4)和第三电磁阀(13‑3)的状态。