一種果汁乳酸菌發(fā)酵罐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種果汁乳酸菌發(fā)酵罐，其包括罐體和溫控裝置，由溫控設(shè)備控制罐體溫度，罐體上方設(shè)有密封蓋，密封蓋上設(shè)有接口，罐體外側(cè)設(shè)有循環(huán)管道，循環(huán)管道一端通過三通連接罐體底部及出料口，另一端通過三通連接罐體上側(cè)部及進(jìn)料口，罐體內(nèi)設(shè)有支撐架，支撐架上設(shè)置有載體裝載籃，載體裝載籃包括一層以上載體裝載盒，載體裝載盒上、下部設(shè)有過濾網(wǎng)，發(fā)酵載體均勻置于所述的載體裝載盒內(nèi)。采用以上結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)控溫發(fā)酵及發(fā)酵全程的無菌操作提高發(fā)酵品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)發(fā)酵液循環(huán)提高接種效率，可獲得更高的細(xì)胞濃度，縮短發(fā)酵周期、提高生產(chǎn)速率，且利用連續(xù)酶反應(yīng)提高微生物的遺傳及代謝水平的穩(wěn)定性，生產(chǎn)的發(fā)酵果汁具有乳酸發(fā)酵香。
【專利說明】一種果汁乳酸菌發(fā)酵罐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)酵罐，尤其涉及一種果汁乳酸菌載體固定化發(fā)酵罐。
【背景技術(shù)】
[0002]乳酸菌發(fā)酵的食品被公認(rèn)為功能性食品，被譽(yù)為“像藥品一樣有效的食品，像食品一樣安全的藥品”，乳制品始終在益生菌食品中占支配地位。將乳酸菌引入果蔬汁中是益生菌拓展應(yīng)用的新興領(lǐng)域，其發(fā)酵活動可消除生青味，產(chǎn)生芳香族等豐富的風(fēng)味物質(zhì)，促進(jìn)礦物質(zhì)吸收，提高超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化能力，新增g-氨基丁酸、共軛亞油酸等益生性功能因子，還能產(chǎn)生人體所必需的多種維生素、乳酸菌素、消化酶等物質(zhì)，從而賦予飲料整腸、健胃、提高機(jī)體免疫能力以及抗過敏、抗衰老、癌癥預(yù)防、憂郁癥等功效。而已有報道的果蔬汁乳酸發(fā)酵工藝多采用傳統(tǒng)應(yīng)用于酸奶發(fā)酵的乳酸菌，采用在原料中添加一定量乳粉或含乳培養(yǎng)基作為種子液，或直接添加乳制品進(jìn)行發(fā)酵，不利于果汁清新爽朗的風(fēng)味保持。
[0003]為了解決上述問題:本 申請人:于2009年07月29日申請的專利號為CN200910304966.3、名稱為《一種枇杷果汁乳酸發(fā)酵液及其制備方法》的中國發(fā)明專利上已揭露不加乳粉而利用乳酸菌直接發(fā)酵的枇杷果汁乳酸發(fā)酵液發(fā)酵技術(shù)。從業(yè)人員繼續(xù)深入研究，對乳酸發(fā)酵果汁的發(fā)酵工藝進(jìn)行了研究，研發(fā)了一種果汁的固定化半連續(xù)發(fā)酵技術(shù)(專利申請?zhí)枮?01310273229.8)。但現(xiàn)有乳酸菌發(fā)酵罐一般直接以罐體為反應(yīng)器，未見專門針對該發(fā)酵技術(shù)設(shè)計發(fā)酵罐的研究報道。同時現(xiàn)有發(fā)酵罐溫控裝置多采用電加熱控制發(fā)酵溫度，無法根據(jù)工藝要求進(jìn)行全程控溫發(fā)酵，導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)品存在風(fēng)味較差、總酸較高等缺陷；缺乏簡單有效的發(fā)酵全程無菌控制體系，發(fā)酵液易受缺乏微生物污染而出現(xiàn)品質(zhì)劣變；缺乏發(fā)酵液循環(huán)裝置，載體接菌種及發(fā)酵溫度均不容易控制均勻，載體的重復(fù)利用率低。這些缺陷均不利于該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。針對上述問題，我們進(jìn)一步對乳酸菌載體發(fā)酵罐進(jìn)行了研究，設(shè)計了一種果汁乳酸菌載體固定化發(fā)酵罐。采用該技術(shù)生產(chǎn)發(fā)酵果汁可根據(jù)工藝要求實(shí)現(xiàn)控溫發(fā)酵及無菌操作以提高發(fā)酵品質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)循環(huán)以提高接種效率，可獲得更高的細(xì)胞濃度以縮短發(fā)酵周期，可減少每批次清洗、殺菌、接種、調(diào)控等工序、簡化工藝操作以實(shí)現(xiàn)I次接種多批次半連續(xù)的生產(chǎn)，并可提高微生物的遺傳穩(wěn)定性及其代謝水平的穩(wěn)定性，生產(chǎn)出的發(fā)酵果汁具有典型的乳酸發(fā)酵香，具有廣泛的適用性和推廣意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的是為了提供一種可以獲得更高的細(xì)胞濃度，縮短發(fā)酵周期，并可實(shí)現(xiàn)自動控溫發(fā)酵及發(fā)酵全程的無菌操作，提升產(chǎn)品品質(zhì)，果汁乳酸菌載體固定化發(fā)酵罐。
[0005]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:發(fā)酵罐包括罐體和溫控裝置，罐體上設(shè)有溫度感應(yīng)器，由溫控設(shè)備控制罐體溫度，所述的罐體上方設(shè)有密封蓋，密封蓋上設(shè)有接口，所述的接口為通氣口或接種口，所述的罐體外側(cè)設(shè)有循環(huán)管道，所述的循環(huán)管道一端通過三通連接罐體底部及出料口，另一端通過三通連接罐體上側(cè)部及進(jìn)料口，所述的罐體內(nèi)設(shè)有支撐架，支撐架上設(shè)置有載體裝載籃，載體裝載籃包括一層以上載體裝載盒，載體裝載盒上、下部設(shè)有過濾網(wǎng)，發(fā)酵載體均勻置于所述的載體裝載盒內(nèi)。
[0006]所述的罐體外壁設(shè)有密封夾層，密封夾層下側(cè)部設(shè)有冷水進(jìn)口和熱水進(jìn)口，密封夾層上側(cè)部設(shè)有冷水回流出口和熱水回收出口，所述的溫控裝置與罐體外壁上冷水進(jìn)口和熱水進(jìn)口、冷水回流出口和熱水回收出口的水流控制開關(guān)電連接，冷水進(jìn)口和冷水回流出口外接制冷冷水回路，熱水進(jìn)口和熱水回流出口外接制熱熱水回路，溫控裝置自動控制密封夾層內(nèi)水溫保持恒定發(fā)酵溫度。
[0007]所述的進(jìn)料口外接蒸汽管道或果汁瞬時超高溫滅菌裝置，所述的循環(huán)管道一端通過三通連接罐體底部的連接管上設(shè)有泵，帶動發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液循環(huán)。
[0008]所述的泵為飲料泵。
[0009]所述的載體裝載盒上、下部的過濾網(wǎng)為20-100目不銹鋼絲過濾網(wǎng)，載體裝載盒側(cè)壁也設(shè)有20-100目不銹鋼絲過濾網(wǎng)，所述的載體裝載籃還包括載體裝載盒的固定支架，固定支架上設(shè)有掛孔，罐體外側(cè)設(shè)有可升降掛鉤。
[0010]本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案，利用在罐體內(nèi)設(shè)置載體裝載籃，載體裝載籃包括一層以上載體裝載盒，載體裝載盒底部設(shè)有上、下部設(shè)有20-100目不銹鋼絲鏤空過濾網(wǎng)，果汁乳酸菌發(fā)酵載體甘蔗纖維或玉米芯均勻置于所述的載體裝載盒內(nèi)，確保發(fā)酵載體上形成高密度發(fā)酵菌群，且高密度發(fā)酵菌群大部分附著在發(fā)酵載體上，不隨發(fā)酵基質(zhì)排出，從而實(shí)現(xiàn)一次接種多次半連續(xù)式發(fā)酵的便捷生產(chǎn)方式；同時利用罐體外壁的密封夾層及冷、熱水回流管，通過溫控裝置可自動控制發(fā)酵溫度；罐體底部出料口與循環(huán)管連接，配上飲料泵，可實(shí)現(xiàn)發(fā)酵液的罐內(nèi)循環(huán)，使接種及發(fā)酵溫度的控制更為均勻；進(jìn)料口可外接蒸汽管道，實(shí)現(xiàn)罐體及其內(nèi)部管道的蒸汽殺菌；進(jìn)料口可與果汁高溫滅菌裝置連接，結(jié)合上述的夾層冷卻裝置，可實(shí)現(xiàn)果汁原料熱殺菌及其快速冷卻，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的無菌操作；采用以上發(fā)酵罐進(jìn)行固定化乳酸發(fā)酵，可根據(jù)工藝要求實(shí)現(xiàn)控溫發(fā)酵及發(fā)酵全程的無菌操作以提高發(fā)酵品質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)發(fā)酵液循環(huán)以提高接種效率，可獲得更高的細(xì)胞濃度，縮短發(fā)酵周期、提高生產(chǎn)速率，且可將微生物發(fā)酵改為連續(xù)酶反應(yīng)、提高微生物的遺傳穩(wěn)定性及其代謝水平的穩(wěn)定性，生產(chǎn)出的發(fā)酵果汁具有典型的乳酸發(fā)酵香，具有廣泛的適用性和推廣意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]現(xiàn)結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步闡述:
[0012]圖1是本實(shí)用新型發(fā)酵罐的剖視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]請參閱圖1或2所示，本實(shí)用新型包括罐體I和溫控裝置2，罐體上設(shè)有溫度感應(yīng)器10，由溫控設(shè)備2控制罐體I溫度，所述的罐體I上方設(shè)有密封蓋3，密封蓋3上設(shè)有接口 31，所述的接口 31為通氣口或接種口，可實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程中的透氣及乳酸菌的安全接種；所述的罐體I外側(cè)設(shè)有循環(huán)管道4，所述的循環(huán)管道4 一端41通過三通5連接罐體I底部及出料口 11，另一端42通過三通5連接罐體I上側(cè)部及進(jìn)料口 12，所述的罐體I內(nèi)設(shè)有支撐架13，支撐架13上設(shè)置有載體裝載籃14，載體裝載籃14包括一層以上載體裝載盒141，載體裝載盒141上、下部設(shè)有過濾網(wǎng)142，發(fā)酵載體143均勻置于所述的載體裝載盒141內(nèi)。
[0014]所述的罐體I外壁設(shè)有密封夾層15，密封夾層15下側(cè)部設(shè)有冷水進(jìn)口 151和熱水進(jìn)口 152，密封夾層15上側(cè)部設(shè)有冷水回流出口 153和熱水回收出口 154，所述的溫控裝置2與罐體外壁上冷水進(jìn)口 151和熱水進(jìn)口 152、冷水回流出口 153和熱水回收出口 154的水流控制開關(guān)6連接，冷水進(jìn)口 151和冷水回流出口 153外接制冷冷水回路155，熱水進(jìn)口152和熱水回流出口 154外接制熱熱水回路156，制冷冷水回路155和制熱熱水回路156分別與冷媒介157和熱媒介158相連，溫控裝置2自動控制密封夾層15內(nèi)水溫以保持恒定發(fā)酵溫度，從而實(shí)現(xiàn)控溫發(fā)酵。
[0015]所述的出料口 11可以排出發(fā)酵罐產(chǎn)生的冷凝水，所述的進(jìn)料口 12可以外接蒸汽管道7，可實(shí)現(xiàn)發(fā)酵罐及其內(nèi)部管道的蒸汽滅菌；也可以外接果汁瞬時超高溫滅菌裝置8，結(jié)合溫控裝置2的冷卻水系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)果汁原料的熱殺菌及其快速冷卻，并實(shí)現(xiàn)發(fā)酵全程的無菌操作；所述的循環(huán)管道4 一端通過三通5連接罐體底部的連接管16上設(shè)有泵9，所述的泵9為飲料泵，帶動發(fā)酵罐的罐體內(nèi)發(fā)酵液循環(huán)，使果汁接種后可混合均勻且發(fā)酵溫度控制更為均勻。
[0016]所述的載體裝載盒141上、下部的過濾網(wǎng)142為20-100目不銹鋼絲過濾網(wǎng)，載體裝載盒141側(cè)壁也設(shè)有20-100目不銹鋼絲過濾網(wǎng)，所述的載體裝載籃14還包括載體裝載盒的固定支架144，固定支架144上設(shè)有掛孔145，罐體外側(cè)設(shè)有可升降掛鉤146。
[0017]本實(shí)用新型應(yīng)用如下:將高壓滅菌過的載體裝入載體裝載盒中，將載體裝載盒設(shè)置于載體裝載籃內(nèi)，通過罐體外側(cè)的可升降掛鉤將載體裝載籃放入罐體內(nèi)，由導(dǎo)向凸條導(dǎo)向落位在罐體內(nèi)的支撐架上。利用固定架上設(shè)置的提升手輪將密封蓋扣封住罐體的上端口。在進(jìn)料口上外接蒸汽管道對罐體及其內(nèi)部管道進(jìn)行蒸汽滅菌，冷卻后由出料口排出冷凝水。將進(jìn)料口與果汁UHT裝置相連，加入發(fā)酵基質(zhì)，利用出料口和循環(huán)管對發(fā)酵基質(zhì)進(jìn)行定向循環(huán)，并打開溫控裝置對原料進(jìn)行快速降溫。果汁降溫后由接種口接入乳酸菌，利用循環(huán)管道使發(fā)酵基質(zhì)與乳酸菌混合均勻，再通過溫控裝置控制發(fā)酵溫度靜置發(fā)酵，發(fā)酵完成后將發(fā)酵液通過輸送管和出料口排出發(fā)酵液。由于發(fā)酵后高密度發(fā)酵菌群大部分會吸附在發(fā)酵載體上，因此可以繼續(xù)加入發(fā)酵基質(zhì)循環(huán)后繼續(xù)靜置控溫發(fā)酵，直至發(fā)酵基質(zhì)用完，連續(xù)發(fā)酵10批次果汁均具有乳酸發(fā)酵的典型風(fēng)味且各批次間發(fā)酵風(fēng)味無顯著差異。
[0018]本實(shí)用新型專利采用以上發(fā)酵罐生產(chǎn)發(fā)酵果汁可根據(jù)工藝要求實(shí)現(xiàn)控溫發(fā)酵及無菌操作以提高發(fā)酵品質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)循環(huán)以提高接種效率，可獲得更高的細(xì)胞濃度以縮短發(fā)酵周期，可減少每批次清洗、殺菌、接種、調(diào)控等工序、簡化工藝操作以實(shí)現(xiàn)I次接種多批次半連續(xù)的生產(chǎn)，并可提高微生物的遺傳穩(wěn)定性及其代謝水平的穩(wěn)定性，生產(chǎn)出的發(fā)酵果汁具有典型的乳酸發(fā)酵香，具有廣泛的適用性和推廣意義。
【權(quán)利要求】
1.一種果汁乳酸菌發(fā)酵罐，包括罐體和溫控裝置，罐體上設(shè)有溫度感應(yīng)器，由溫控設(shè)備控制罐體溫度，其特征在于:所述的罐體上方設(shè)有密封蓋，密封蓋上設(shè)有接口，所述的接口為通氣口或接種口，所述的罐體外側(cè)設(shè)有循環(huán)管道，所述的循環(huán)管道一端通過三通連接罐體底部及出料口，另一端通過三通連接罐體上側(cè)部及進(jìn)料口，所述的罐體內(nèi)設(shè)有支撐架,支撐架上設(shè)置有載體裝載籃，載體裝載籃包括一層以上載體裝載盒，載體裝載盒上、下部設(shè)有過濾網(wǎng)，發(fā)酵載體均勻置于所述的載體裝載盒內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種果汁乳酸菌發(fā)酵罐，其特征在于:所述的罐體外壁設(shè)有密封夾層，密封夾層下側(cè)部設(shè)有冷水進(jìn)口和熱水進(jìn)口，密封夾層上側(cè)部設(shè)有冷水回流出口和熱水回收出口，所述的溫控裝置與罐體外壁上冷水進(jìn)口和熱水進(jìn)口、冷水回流出口和熱水回收出口的水流控制開關(guān)電連接，冷水進(jìn)口和冷水回流出口外接制冷冷水回路，熱水進(jìn)口和熱水回流出口外接制熱熱水回路，溫控裝置自動控制密封夾層內(nèi)水溫保持恒定發(fā)酵溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種果汁乳酸菌發(fā)酵罐，其特征在于:所述的進(jìn)料口外接蒸汽管道或果汁瞬時超高溫滅菌裝置，所述的循環(huán)管道一端通過三通連接罐體底部的連接管上設(shè)有泵，帶動發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種果汁乳酸菌發(fā)酵罐，其特征在于:所述的泵為飲料泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種果汁乳酸菌發(fā)酵罐，其特征在于:所述的載體裝載盒上、下部的過濾網(wǎng)為20-100目不銹鋼絲過濾網(wǎng)，載體裝載盒側(cè)壁也設(shè)有20-100目不銹鋼絲過濾網(wǎng)，所述的載體裝載籃還包括載體裝載盒的固定支架，固定支架上設(shè)有掛孔，罐體外側(cè)設(shè)有可升降掛鉤。
【文檔編號】A23L2/84GK203661951SQ201420004176
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】梁璋成, 林曉姿, 何志剛, 李維新, 魏巍, 任香蕓, 林曉婕 申請人:福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所