專利名稱：一種固態(tài)發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生物發(fā)酵裝置，特別涉及一種固態(tài)發(fā)酵裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有固態(tài)好氧發(fā)酵裝置要么釆用攪拌翻動(dòng)的辦法使物料與空氣
接觸供氧和散熱，不能滿足某些只能靜置培養(yǎng)的好氧發(fā)酵；要么采用 壓縮空氣供氧散熱，能耗高、投資偏大；要么采用人工或半機(jī)械化所 謂的淺盤培養(yǎng)，不安全，染菌機(jī)率大，勞動(dòng)生產(chǎn)率低，不適應(yīng)大規(guī)模 工業(yè)生產(chǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的缺陷與不足，提供 一種能夠用于靜置好氧發(fā)酵、能耗低且效率高的固態(tài)發(fā)酵裝置。為實(shí) 現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種固態(tài)發(fā)酵裝置，包括固態(tài)發(fā)酵罐，
該固態(tài)發(fā)酵罐主要包括以下組件
罐體，在所述罐體內(nèi)的中央固定有空心伸縮軸，所述空心伸縮軸 套裝在連接有電機(jī)的空心傳動(dòng)軸上，與空心傳動(dòng)軸間為間隙配合并通 過硅酮橡膠進(jìn)行密封；至少兩層篦板，所述篦板為篩板結(jié)構(gòu)，能夠透 過空氣，具有活門，固定于罐體內(nèi)，且與罐體之間無間隙，用于承載 發(fā)酵物料，其層數(shù)取決于罐體高度和發(fā)酵物料的厚度；刮板，位于每 層篦板上方，為平直葉槳式結(jié)構(gòu)，固定于空心伸縮軸上，用于將發(fā)酵 物料均勻分布到各層篦板上；和噴嘴，位于每層篦板上方，固定于空 心伸縮軸上并與其空心通道相通，用于接種、蒸汽滅菌和調(diào)節(jié)濕度等。
所述篦板的形狀和尺寸與罐體橫截面相同。
所述篦板為孔徑優(yōu)選為0.04 1.5mm的篩板結(jié)構(gòu)，其孔徑小于發(fā)酵
4物料的最小顆粒粒徑。
所述活門為篦板的圓缺，其大小優(yōu)選為該層篦板面積的1/24 1/8，
發(fā)酵物料能夠通過活門分布到下層篦板。所述刮板的直徑與篦板相同。
所述噴嘴為帶有噴頭的空心管狀結(jié)構(gòu)，其噴頭朝向篦板。所述刮板和噴嘴與篦板之間的距離能夠通過空心伸縮軸調(diào)整。所述固態(tài)發(fā)酵罐的上部裝有進(jìn)料閥門，其可以與混料器相連。所述固態(tài)發(fā)酵罐的上部裝有接種閥門，其通過空心伸縮軸與罐體相通。
所述固態(tài)發(fā)酵罐可以通過接種閩門與種子罐相連。所述固態(tài)發(fā)酵罐的上部裝有蒸汽進(jìn)汽閩門，其通過空心伸縮軸與罐體相通。
所述固態(tài)發(fā)酵罐的上部裝有無菌水間門，其通過空心伸縮軸與罐體相通。
所述固態(tài)發(fā)酵罐的上部通過排空閥門與過濾器連接。所述固態(tài)發(fā)酵罐的下部通過進(jìn)氣閥門與空氣凈化調(diào)節(jié)器相通。所述固態(tài)發(fā)酵罐的下部裝有出料攪龍，其通過出料閥門通向受
所述固態(tài)發(fā)酵罐的下部設(shè)置有調(diào)整機(jī)構(gòu)，用以調(diào)整水平。
利用上述固態(tài)發(fā)酵裝置進(jìn)行發(fā)酵的工藝流程如下打開進(jìn)料閥門，使待發(fā)酵的物料進(jìn)入固態(tài)發(fā)酵罐，調(diào)整空心伸縮軸，使刮板和噴嘴與篦板之間的距離等于適宜的發(fā)酵物料的厚度，并開動(dòng)空心伸縮軸旋轉(zhuǎn)，待刮板將發(fā)酵物料均勻分布在各層篦板上時(shí)，
關(guān)閉進(jìn)料閥門并停轉(zhuǎn)空心伸縮軸；
調(diào)整排空閩門開度，打開蒸汽進(jìn)汽閥門，通蒸汽消毒滅菌，滅菌完畢后關(guān)閉蒸汽進(jìn)汽閥門，打開進(jìn)氣閩門和排空閥門，通風(fēng)冷卻固態(tài)
發(fā)酵罐及發(fā)酵物料；達(dá)到接種的溫度條件后打開接種閥門，開動(dòng)空心伸縮軸旋轉(zhuǎn)，通過噴嘴將菌種均勻噴撒在待發(fā)酵的物料中，接種完成后，關(guān)閉接種閥門并停轉(zhuǎn)空心伸縮軸，進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵過程中，可以開啟無菌水閥門并開動(dòng)空心伸縮軸旋轉(zhuǎn)，通過噴嘴將無菌水噴撒于各層發(fā)酵物料中，以補(bǔ)充發(fā)酵過程所需水分；
待發(fā)酵完畢，調(diào)整空心伸縮軸，使刮板貼緊篦板，并開動(dòng)空心伸縮軸，打開出料閥門和各層活門，同時(shí)開啟出料攪龍，將固態(tài)發(fā)酵罐中的物料排入受槽。
本實(shí)用新型固態(tài)發(fā)酵裝置通過在罐體內(nèi)設(shè)置多層篦板和刮板結(jié)構(gòu)控制料層厚度，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵物料的最佳混配與均勾分布，有利于提高發(fā)酵產(chǎn)率；其排空閥門與過濾器相通，大大降低了染菌幾率；通過控制發(fā)酵物料層的厚度和利用空氣凈化器通風(fēng)供氧，讓發(fā)酵菌種自由呼吸取氧，投資少，能耗低、運(yùn)行成本低，從而實(shí)現(xiàn)了好氧靜置培養(yǎng)且充分利用了發(fā)酵的空間，加上機(jī)械進(jìn)出料等配置，最大限度提高了靜置好氧發(fā)酵的效率，降低生產(chǎn)成本，能夠應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。


圖l為本實(shí)用新型固態(tài)發(fā)酵裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、混料器；2、無菌水閥門；3、蒸汽進(jìn)汽閥門；4、接種閥門；5、種子罐；6、過濾器；7、排空閥門；8、空心伸縮軸；9、篦板；10、刮板；11、噴嘴；12、罐體；13、出料攪龍；14、出料閩門；15、受槽；16、空氣凈化調(diào)節(jié)器；17、進(jìn)氣閥門；18、進(jìn)料閥門；19、調(diào)整機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。
本實(shí)用新型固態(tài)發(fā)酵裝置一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖如圖l所示，其包括固態(tài)發(fā)酵罐，該固態(tài)發(fā)酵罐主要包括以下組件罐體12，在罐體12內(nèi)的中央固定有空心伸縮軸8，其上下兩端通過軸承固定于罐體上下表面，空心伸縮軸8套裝在位于罐體12上部的空心傳動(dòng)軸上，與空心傳動(dòng)軸間為間隙配合并通過硅酮橡膠進(jìn)行密封，空心傳動(dòng)軸連接有電機(jī)；
多層篦板9，篦板9可以透過空氣，為篩板結(jié)構(gòu)，孔徑為0.04mm，孔徑應(yīng)小于發(fā)酵物料的顆粒粒徑，可按其在0.04 1.5mm范圍內(nèi)調(diào)整，其固定于罐體12內(nèi)，形狀和尺寸與罐體12橫截面相同，與罐體12之間無間隙，用于承載發(fā)酵物料，其層數(shù)由罐體高度和發(fā)酵物料的厚度等決定，篦板9具有活門，活門為篦板的圓缺，其大小為該層篦板面積的1/8，可在l/24 l/8范圍內(nèi)任意選擇，用于將發(fā)酵物料分布到下層篦板，在每層蓖板對(duì)應(yīng)的罐體12的一側(cè)設(shè)置有活門開啟閉合開關(guān)；
刮板IO,位于每層篦板9上方，為平直葉槳式結(jié)構(gòu)，固定于空心伸縮軸8上，能夠隨空心伸縮軸8旋轉(zhuǎn)，其長(zhǎng)度與篦板9的直徑相同，用于將發(fā)酵物料均勻分布到各層篦板9上；
噴嘴ll，位于每層篦板9上方，為帶有噴頭的空心管狀結(jié)構(gòu)，與空心伸縮軸8中的空心通道相通，其噴頭朝向篦板9，固定于空心伸縮軸8上，能夠隨空心伸縮軸8旋轉(zhuǎn)，用于接種、蒸汽滅菌和調(diào)節(jié)濕度等。
固態(tài)發(fā)酵罐的上部裝有進(jìn)料閥門18、排空閩門7以及與空心伸縮軸8相通的無菌水閥門2、蒸汽進(jìn)汽閥門3和接種閩門4，并通過進(jìn)料閥門18與混料器1相連，通過接種閥門4與種子罐5相連，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械進(jìn)料和接種；通過排空閩門17與過濾器6相連，從而防止外界空氣進(jìn)入造成污染。固態(tài)發(fā)酵罐的底部裝有進(jìn)氣閥門17，并通過進(jìn)氣閥門17與空氣凈化調(diào)節(jié)器16相連，用于在發(fā)酵過程中通風(fēng)供氧。固態(tài)發(fā)酵罐的底部裝有出料攪龍13，并通過出料閥門14通向受槽15，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械出料。
固態(tài)發(fā)酵罐的底部還設(shè)置有調(diào)整機(jī)構(gòu)19，以將之平穩(wěn)地安放在生產(chǎn)場(chǎng)地處。以下以粉碎玉米芯為主要原料，利用上述固態(tài)發(fā)酵裝置發(fā)酵生產(chǎn)纖維素酶，進(jìn)一步說明利用本實(shí)用新型固態(tài)發(fā)酵裝置進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵的
方法
(1) 調(diào)整空心伸縮軸8，使刮板10和篦板9之間的垂直距離為料層厚度；再將粉碎玉米芯(待發(fā)酵物料)從混料器l的上部加入進(jìn)行混合，充分混合均勻后打開進(jìn)料閥門18，使待發(fā)酵物料進(jìn)入固態(tài)發(fā)酵罐12中；然后通過活門開啟閉合開關(guān)依次開啟各層活門，開動(dòng)空心伸縮軸8旋轉(zhuǎn)，刮板10隨之旋轉(zhuǎn)，先將物料均勻布在最上層篦板上，隨著物料的不斷進(jìn)入刮板10將多余的物料通過篦板的活門均勻分布布到下層篦板，依次類推布滿所有篦板；通過視鏡觀察待物料均勻分布到最下層篦板，關(guān)閉上一層活門，依次類推待物料均勻分布在各層篦板上時(shí)，關(guān)閉進(jìn)料閥門18和頂層活門，待頂層篦板物料分布均勻時(shí)停轉(zhuǎn)空心伸縮軸8;
(2) 調(diào)整排空閥門7的開度，打開蒸汽進(jìn)汽閥門3，調(diào)整出料閥門14的開度約1分鐘左右以便排出冷空氣后，關(guān)閉出料閩門14，通蒸汽消毒滅菌，12rC滅菌l小時(shí)后，關(guān)閉蒸汽進(jìn)汽閥門3，打開進(jìn)氣閥門17和排空閥門7，通風(fēng)冷卻固態(tài)發(fā)酵罐及發(fā)酵物料；
(3) 待發(fā)酵罐內(nèi)溫度降至35t:時(shí)，打開接種閥門4，開動(dòng)空心伸縮軸8旋轉(zhuǎn)，通過噴嘴ll將菌種均勻噴撒在待發(fā)酵的物料中，接種比例為11113待發(fā)酵物料/0.1 0.51113種子液，接種完成后，關(guān)閉接種閥門4并停轉(zhuǎn)空心伸縮軸8，進(jìn)行發(fā)酵；在發(fā)酵過程中，每隔8 24小時(shí)開啟無菌水閥門2和空心伸縮軸8 —次，通過噴嘴ll將無菌水均勻噴灑在正在發(fā)酵的物料中進(jìn)行濕度調(diào)節(jié)以利于菌種的生長(zhǎng)；
(4) 發(fā)酵10天后，調(diào)整空心伸縮軸8，使刮板10貼緊篦板9，然后開動(dòng)空心伸縮軸8旋轉(zhuǎn)，并開啟活門、出料閥門14和出料攪龍13，將固態(tài)發(fā)酵罐中發(fā)酵完畢的物料排入受槽15。
從發(fā)酵完畢的物料中用低溫干燥的方法烘干，可得185Iu/g的干纖
8維素酶2.8m3 (U5呻)，每噸干酶耗電量小于150KW-h。
當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它實(shí)施例，在不違背本實(shí)用新型精神 及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)用新型做出各 種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型 的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
9
權(quán)利要求1、一種固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，包括固態(tài)發(fā)酵罐，該固態(tài)發(fā)酵罐主要包括以下組件罐體，在所述罐體內(nèi)的中央固定有空心伸縮軸，所述空心伸縮軸套裝在連接有電機(jī)的空心傳動(dòng)軸上；至少兩層篦板，所述篦板為篩板結(jié)構(gòu)，能夠透過空氣，具有活門，固定于罐體內(nèi)，且與罐體之間無間隙；刮板，位于每層篦板上方，為平直葉槳式結(jié)構(gòu)，固定于空心伸縮軸上；和噴嘴，位于每層篦板上方，固定于空心伸縮軸上并與其空心通道相通。
2、 如權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，所述篦板 為孔徑為0.04 1.5mm的篩板結(jié)構(gòu)，其形狀和尺寸與罐體橫截面相同。
3、 如權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，所述活門 為篦板的圓缺，其大小為所述篦板面積的1/24 1/8,發(fā)酵物料能夠通 過活門分布到下層篦板。
4、 如權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，所述刮板 的直徑與篦板相同。
5、 如權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，所述噴嘴 為帶有噴頭的空心管狀結(jié)構(gòu)，其噴頭朝向篦板。
6、 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，所述刮板和噴嘴與篦板之間的距離能夠通過空心伸縮軸調(diào)整。
7、 如權(quán)利要求l所述的固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，所述固態(tài)發(fā) 酵罐的上部裝有進(jìn)料閥門和排空閥門，通過進(jìn)料閥門與混料器相連， 通過排空閥門與過濾器相連。
8、 如權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，所述固態(tài) 發(fā)酵罐的上部裝有接種閥門、蒸汽進(jìn)汽閥門和無菌水閥門，其通過空心伸縮軸與罐體相通，其中接種閥門與種子罐相連。
9、 如權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，所述固態(tài) 發(fā)酵罐的下部裝有進(jìn)氣閥門和出料閥門，通過進(jìn)氣閥門與空氣凈化調(diào) 節(jié)器相通，通過出料閥門通向受槽。
10、 如權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的固態(tài)發(fā)酵裝置，其特征在于，所述固態(tài)發(fā)酵罐的下部設(shè)置有調(diào)整機(jī)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種固態(tài)發(fā)酵裝置，包括固態(tài)發(fā)酵罐，該固態(tài)發(fā)酵罐主要包括以下組件位于罐體中央的空心伸縮軸；至少兩層篦板，該篦板可以透過空氣，固定于罐體內(nèi)，用于承載發(fā)酵物料；位于每層篦板上方的刮板；位于每層篦板上方的噴嘴等。本實(shí)用新型固體發(fā)酵裝置通過在發(fā)酵罐罐體內(nèi)設(shè)置多層篦板和刮板結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵物料的最佳混配，有利于提高發(fā)酵產(chǎn)率；其通過控制發(fā)酵物料層的厚度和利用空氣凈化器通風(fēng)供氧，讓發(fā)酵菌種自由呼吸取氧，實(shí)現(xiàn)了好氧靜置培養(yǎng)，投資少且能耗低，能夠應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C12M1/00GK201420071SQ200920107689

公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者宋家林, 李榮杰 申請(qǐng)人:安徽豐原發(fā)酵技術(shù)工程研究有限公司