[发明专利]一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线及方法

说明书

技术领域

本发明涉及细菌纤维素生产技术，具体的说，是涉及一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线及方法。

背景技术

细菌纤维素就是除植物纤维素之外的另一类由微生物发酵合成的天然无毒的纳米材料，也叫微生物纤维素。细菌纤维素的化学结构与普通纤维素一样，但却有着普通纤维素无法比拟的优越特性。细菌纤维素属于纳米级纤维，是目前天然纤维中最细的，一根典型的细菌纤维线宽度仅有0.1μm，而针叶木浆纤维的宽度至少有30μm，即使棉花纤维的宽度也约为15μm，而且细菌纤维素是以100％纤维素的形式存在，纯度极高，并且具有良好的通透性、高抗张强度及极佳的性状维持能力等特性。

现在，细菌纤维素还被广泛应用于人工皮肤、纱布、绷带和“创口贴”等伤科敷料商品。未来，细菌纤维素将被应用于造纸、纺织、电池隔膜、滤材等领域。

目前细菌纤维素尚未能实现产业化，究其原因，主要存在以下两点技术障碍：1、发酵水平较低，产量低、成本高、价格不抵普通植物纤维素；2、进一步研究和利用细菌纤维素的成模和成型的工艺技术还没有解决。

专利公开号：CN106010965A，申请号：2016104260312这一发明创造中公开了一种微生物纤维素与基材的发酵复合设备及其工艺，该设备虽能够进行大规模生产，但需要依附于基材，且因缺乏相应的浓度检测装置，不能实时调整混合浆液中微生物菌种及纤维素原液的浓度，且其前行速度由复合卷材收卷装置的收卷速度决定，虽设置有速度异常报警，但由于现有报警装置本身均具有宽限范围，不能保证基材严格的匀速前进，因而其发酵均匀度欠佳，此外，其采用混合浆液浸泡的发酵方式，也造成了一定程度的材料浪费。

因此，有必要提供一种新的细菌纤维素的生产系统，来解决上述技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种全自动发酵细菌纤维素的生产流水线及方法，本发明可实现自动化、连续化生产，不仅提高了生产效率、减少了人力投入，同时所生产的成膜厚度均匀，长度不受限制，且用户可根据需要自行设定衔接部之后的流程，具有较好的适应性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种雾化发酵细菌纤维素的系统，包括依次相连的原料补充部、成膜发酵部、高效发酵部、纯化部、衔接部及控制系统；所述原料补充部中存放有发酵培养液，用于补充成膜发酵部的发酵损失，所述成膜发酵部中盛有用于生产纤维素成膜的菌群及发酵培养液，所述成膜发酵部与高效发酵部之间设有第一牵引传送带，所述第一牵引传送带将由成膜发酵部发酵得到的成膜牵引至高效发酵部内，所述高效发酵部包括雾化循环部和雾化发酵室，所述雾化发酵室上下两端面上成对角的设有进气口和出气口，所述进气口和出气口分别通过输气管与所述雾化循环部的雾气出口、雾气进口连接，雾化循环部通过所述进气口将雾化的发酵培养液输入至雾化发酵室内，由于气压的作用，雾化发酵室内多余的气体会经雾化发酵室的出气口处回收至雾化循环部内，使位于雾化发酵室内的成膜在充满动态的、均匀的气态的发酵培养液的环境中继续发酵，同时，雾化发酵室内的第二牵引传送带继续驱动成膜前进，经高效发酵后的成膜通过牵引轴牵引进入纯化部进行纯化，所述高效发酵部与纯化部之间、纯化部与衔接部之间均设有牵引轴。

进一步的，所述控制系统包括PLC控制器、电源、多个驱动电机、变频器和减速机，所述PLC变频控制器分别与电源、驱动电机、变频器和减速机连接，所述驱动电机分别与变频器和减速机连接，并驱动系统中的轴类转动。

进一步的，所述成膜发酵部包括发酵池，所述发酵池的出膜一侧为斜向上倾斜的浅滩，所述浅滩上设有一个横向的第一驱动轴，所述第一驱动轴的侧壁两端部的表面上均布有多个突刺，该第一驱动轴通过沿其轴向逆时针转动将发酵池中初步发酵好的成膜沿浅滩向上牵引，所述第一牵引传送带将浅滩中延伸出来的成膜拉出，所述发酵池的其他侧壁均向内倾斜，防止发酵培养液的液面下降时，成膜粘在侧壁上，由于第一驱动轴呈哑铃型，轴中部不接触成膜膜表面，因此只破坏膜两边的较少的部分，不会对成膜表面造成干扰。

进一步的，所述第一牵引传送带包括分别位于成膜两侧的传送机构，所述传动机构包括上、下相对的两个传送带，所述传动带外表面均布有突刺，所述传送带由第二驱动轴驱动，所述第二驱动轴的一端连接驱动电机，所述第二驱动轴安装于第一支撑架上，同样的，由于第一牵引传送带及雾化发酵室内的第二牵引传送带均只接触膜的两侧，通过突刺的压力来固定成膜的两侧边缘，不接触膜中部，因此，不会对成膜中部的发酵造成干扰。