一種三頻超聲輔助發(fā)酵設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種三頻超聲輔助發(fā)酵設備，屬于生物工程【技術領域】。所述的設備由傳統(tǒng)發(fā)酵罐、在傳統(tǒng)發(fā)酵罐的下半部外壁均勻分布貼上三只頻率不同的發(fā)散式超聲波換能器、向換能器提供高頻交流電信號的超聲波發(fā)生器、向發(fā)生器發(fā)出工作指令的程序控制器組成。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(xù)工作與順序工作、任意兩只不同頻率的換能器同時連續(xù)工作與交替工作的情況，可以設定的參數(shù)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。
【專利說明】一種三頻超聲輔助發(fā)酵設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明為一種三頻超聲輔助發(fā)酵設備，屬于生物工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]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(fā)酵過程。
[0003] 已有的研究表明，低強度超聲加載于微生物的發(fā)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(chǎn)物的合成。鄧毛程的研究證明(食品玉發(fā)酵工業(yè)，2008，34 (3):61-65)適宜的超聲波處理對高纖椰果發(fā)酵有明顯的促進作用，利用28 kHz的超聲波從發(fā)酵48 h開始進行處理，每次處理180 S，每隔1.5 h處理I次，發(fā)酵240 h，發(fā)酵產(chǎn)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(fā)酵生產(chǎn)醬油的應用研究表明(中國調味品，1999，(11): 18-20)，在40kHzUO W的超聲波作用下，醬油發(fā)酵速度是傳統(tǒng)工藝的150 %，米曲霉孢子生長率增加310%，孢子發(fā)芽率增加8 %。該試驗將發(fā)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(fā)酵罐。
[0004]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(fā)酵過程中，使用超聲波照射，結果不僅縮短了一半的發(fā)酵時間，而且還提高酒的香氣成分。發(fā)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I倍多。
[0005]為了滿足超聲對發(fā)酵強化試驗研究的需要，開發(fā)了一些簡單的設備，例如實用新型專利ZL 94224593.8 “超聲波協(xié)同酶解發(fā)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(fā)酵器。這種設備僅能用于簡單的發(fā)酵試驗。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，設計一種三頻超聲輔助發(fā)酵設備，可以滿足更為復雜的微生物發(fā)酵實驗或者小規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明的目的是由以下技術方案來實現(xiàn)的:
所述的設備由發(fā)酵罐1、在發(fā)酵罐I的下半部外壁均勻分布貼上三只頻率不同的發(fā)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(fā)生器3、向發(fā)生器發(fā)出工作指令的程序控制器4組成。
[0008]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(xù)工作與順序工作、任意兩只不同頻率的換能器同時連續(xù)工作與交替工作的情況，可以設定的參數(shù)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(fā)明也包含三只超聲波換能器頻率相同的情況。
[0009]與現(xiàn)有的技術比較，本發(fā)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(fā)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(fā)出超聲，也三只同時連續(xù)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(fā)酵過程強化模式的篩選。
[0010]【專利附圖】

【附圖說明】
附圖1是三頻超聲輔助發(fā)酵設備結構圖，I為發(fā)酵罐、2為超聲波換能器、3為超聲波發(fā)生器、4為控制器。
[0011]實施例1 (單頻工作模式)
該設備在傳統(tǒng)發(fā)酵罐的下半部外壁均勻分布貼上三只頻率為16kHz、20kHz、28kHz的發(fā)散式超聲波換能器，由超聲波發(fā)生器向換能器提供高頻交流電信號、程序控制器向發(fā)生器發(fā)出工作指令。在20kHz的超聲波輻射下，發(fā)酵罐中微生物活性顯著提高，發(fā)酵效率顯著改善。
[0012]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(huán)發(fā)出超聲波。
[0013]實施例3 (三頻同時連續(xù)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(xù)工作。
·[0014]實施例4 (雙頻同時連續(xù)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(xù)工作。
[0015]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。
[0016]實施例6 (同頻同時連續(xù)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(xù)工作。
【權利要求】
1.一種三頻超聲輔助發(fā)酵設備，其特征在于包括一只傳統(tǒng)發(fā)酵罐1、在傳統(tǒng)發(fā)酵罐I的下半部外壁均勻分布貼上三只頻率不同的發(fā)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(fā)生器3、向發(fā)生器發(fā)出工作指令的程序控制器4。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種三頻超聲輔助發(fā)酵設備，其特征在于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(xù)工作與順序工作、任意兩只不同頻率的換能器同時連續(xù)工作與交替工作的情況。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種三頻超聲輔助發(fā)酵設備，其特征在于包含三只超聲波換能器頻率相同的情況?！?br> 【文檔編號】C12M1/36GK103571747SQ201210278707
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月8日 優(yōu)先權日:2012年8月8日
【發(fā)明者】馬海樂 申請人:馬海樂