專利名稱：一種層疊組合式固態(tài)發(fā)酵方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)發(fā)酵方法及固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)，具體涉及一種適用于工業(yè)化生產(chǎn)的可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)或間歇式發(fā)酵的方法，以及實(shí)現(xiàn)該方法的固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
固態(tài)發(fā)酵是指微生物在沒有或基本沒有游離水的固態(tài)基質(zhì)上的生長(zhǎng)過程。與液態(tài)發(fā)酵相比，固態(tài)發(fā)酵有很多優(yōu)點(diǎn)，如發(fā)酵過程粗放，無須嚴(yán)格無菌條件；水分活度低，基質(zhì)水不溶性高，微生物易生長(zhǎng)，酶活力高，酶系豐富；后處理簡(jiǎn)便、污染少，基本無廢水排放。但固態(tài)發(fā)酵存在傳熱傳質(zhì)困難、手工操作多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、易感染雜菌和生產(chǎn)場(chǎng)所空間利用率低等問題，難以達(dá)到工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的要求，嚴(yán)重影響固態(tài)發(fā)酵的廣泛應(yīng)用，其主要原因是目前的固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器的設(shè)計(jì)水平相對(duì)滯后，不能滿足發(fā)酵規(guī)?；囊蟆鹘y(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵工藝一般是將配置好原料放置于發(fā)酵池內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵處理，發(fā)酵一段時(shí)間后，須經(jīng)翻料后繼續(xù)發(fā)酵一段時(shí)間，然后再把發(fā)酵好的物料出池進(jìn)入下一道工序。采用機(jī)器翻料時(shí)，由于移動(dòng)式翻料機(jī)在發(fā)酵池?cái)嚢钑r(shí)存在一些死角，處于死角的原料沒有經(jīng)過攪拌所以發(fā)酵不充分，因而使產(chǎn)品質(zhì)量和性能指標(biāo)受到影響而達(dá)不到使用要求，滿足不了下道工序要求。如果采用人工翻料，則存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，翻料所需時(shí)間長(zhǎng)，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。固態(tài)發(fā)酵技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，現(xiàn)在也涌現(xiàn)出一些新工藝和設(shè)備，主要包括空氣固體流化床、填充床，轉(zhuǎn)鼓式固態(tài)發(fā)酵罐、攪拌式固態(tài)發(fā)酵罐，淺盤式固態(tài)發(fā)酵等幾種形式。 空氣固體流化床、填充床用于固態(tài)發(fā)酵，存在設(shè)備昂貴、耗能高、裝載率小，不能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)酵的問題；轉(zhuǎn)鼓式和攪拌式發(fā)酵罐，在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)熱傳遞效率下降，轉(zhuǎn)動(dòng)或攪拌過程會(huì)破壞真菌菌絲結(jié)構(gòu)，不適宜絲狀真菌的發(fā)酵，而且設(shè)備造價(jià)高，操作復(fù)雜，使用范圍受到限制；采用人工或半機(jī)械化的淺盤發(fā)酵裝置，其占地面大，通氣性差，成本高，生物發(fā)酵培養(yǎng)條件難以控制，不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。針對(duì)上述問題，申請(qǐng)?zhí)枮?00910152732. 1的發(fā)明專利申請(qǐng)中公開了一種自動(dòng)鏈帶式固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)裝置及其自動(dòng)固態(tài)發(fā)酵的方法，該裝置包括依次連接的接種桶，螺旋輸送器和發(fā)酵裝置，從液體種子的制備，到固體發(fā)酵的各個(gè)環(huán)節(jié)，再到發(fā)酵后加工工序均實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化操作。該發(fā)明從原理上講可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，但是用于大規(guī)模固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)還存在如下問題(1)該發(fā)明對(duì)發(fā)酵物料所處環(huán)境溫度和濕度不能進(jìn)行有效控制。( 不能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制通風(fēng)增氧。( 不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)和間歇生產(chǎn)可調(diào)，工藝適應(yīng)性不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種層疊組合式固態(tài)發(fā)酵方法及其系統(tǒng)，該方法能對(duì)發(fā)酵環(huán)境進(jìn)行控制，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便，可實(shí)現(xiàn)固態(tài)發(fā)酵的規(guī)?；g歇或連續(xù)生產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種層疊組合式固態(tài)發(fā)酵方法，其特征在于它包括以下步驟1)層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)的準(zhǔn)備層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)包括固液混合器、 調(diào)質(zhì)螺旋輸送器、層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置、分料器、水平絞龍、風(fēng)機(jī)、提升機(jī)和濕度調(diào)節(jié)器；所述的固液混合器、調(diào)質(zhì)螺旋輸送器、層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置、分料器、風(fēng)機(jī)、提升機(jī)和濕度調(diào)節(jié)器均安裝在封閉發(fā)酵室內(nèi)；固液混合器的頂部設(shè)有原料進(jìn)口，固液混合器的上部側(cè)面設(shè)有液體進(jìn)口，固液混合器的底部設(shè)有出口 ；調(diào)質(zhì)螺旋輸送器的上部左邊設(shè)有第一進(jìn)口和第二進(jìn)口，調(diào)質(zhì)螺旋輸送器的第二進(jìn)口與固液混合器的出口相連，調(diào)質(zhì)螺旋輸送器的下部右邊的出口與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置的進(jìn)口相連，層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置的底部的出口與分料器的進(jìn)口相連，分料器的下部設(shè)有第一出口和第二出口，分料器的第一出口和第二出口上均設(shè)有料門，分料器的第一出口與提升機(jī)下端的進(jìn)口相連，分料器的第二出口與水平絞龍的進(jìn)口相連，提升機(jī)的上部出口與調(diào)質(zhì)螺旋輸送器的第一進(jìn)口或與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置的進(jìn)口相連；風(fēng)機(jī)的輸出端分別通過出風(fēng)管與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置的層疊組合式發(fā)酵床的進(jìn)風(fēng)口相連，進(jìn)風(fēng)管的一端與風(fēng)機(jī)的輸入端相連，進(jìn)風(fēng)管的另一端穿過封閉發(fā)酵室伸向室外；2)發(fā)酵原料的稱量與調(diào)配按發(fā)酵原料與發(fā)酵種子液的配比為IOOg 0. 5-5ml, 進(jìn)行稱量，發(fā)酵原料從固液混合器(1)頂部原料進(jìn)口進(jìn)入，發(fā)酵種子液從固液混合器(1)上部側(cè)面液體進(jìn)口進(jìn)入與發(fā)酵原料在固液混合器(1)充分混合和調(diào)配；3)混合物料的調(diào)質(zhì)將固液混合器內(nèi)混合好的物料送入調(diào)質(zhì)螺旋輸送器中進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)節(jié)螺旋輸送器的轉(zhuǎn)速，使物料以10-80mm/s的速度前進(jìn)，在此過程中物料中的水分和菌液能有充足的時(shí)間在物料中擴(kuò)散和重新分配，從而使物料水分和菌液的分配能均勻一致，得到經(jīng)充分調(diào)質(zhì)的混合物料；4)發(fā)酵經(jīng)充分調(diào)質(zhì)的混合物料進(jìn)入層疊組合式發(fā)酵床中發(fā)酵，混合物料通過進(jìn)料導(dǎo)流槽均勻的分布在承料帶上，調(diào)節(jié)調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使混合物料在承料帶上保持 50-350mm的厚度；混合物料在承料帶上一邊隨承料帶移動(dòng)，一邊進(jìn)行發(fā)酵；當(dāng)物料移動(dòng)到承料帶一側(cè)邊緣時(shí)，物料就會(huì)順著出料導(dǎo)料槽落下，并沿下一層層疊組合式發(fā)酵床的進(jìn)料導(dǎo)流槽進(jìn)入下一層層疊組合式發(fā)酵床的承料帶；發(fā)酵物料在落下的同時(shí)，發(fā)酵物料與空氣充分接觸，發(fā)酵產(chǎn)生的熱量得到散發(fā)，即實(shí)現(xiàn)了翻料；在發(fā)酵過程中，根據(jù)實(shí)際需要，由風(fēng)機(jī)強(qiáng)制向?qū)盈B組合式發(fā)酵床的空氣導(dǎo)流室通入空氣或熱風(fēng)；在發(fā)酵過程中，可根據(jù)實(shí)際發(fā)酵需要開啟濕度調(diào)節(jié)器，以保證封閉發(fā)酵室內(nèi)濕度在適當(dāng)值(所述的濕度的適當(dāng)值為30% -90% )；5)分料、循環(huán)發(fā)酵和烘干發(fā)酵物料在層疊組合式發(fā)酵床中經(jīng)由從上到下多次的換層移動(dòng)、翻料與發(fā)酵后，最后從底層層疊組合式發(fā)酵床的出口流出進(jìn)入分料器中；如果物料發(fā)酵不完全，需延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，可以調(diào)節(jié)分料器的料門使發(fā)酵物料進(jìn)入提升機(jī)，提升機(jī)將發(fā)酵物料再次提升進(jìn)入調(diào)質(zhì)螺旋輸送器，然后再進(jìn)入層疊組合式發(fā)酵床中進(jìn)行再次發(fā)酵， 或者提升機(jī)將發(fā)酵物料再次提升直接進(jìn)入層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12的進(jìn)口進(jìn)行再次發(fā)酵；如果物料發(fā)酵完畢，則調(diào)節(jié)分料器的料門使物料進(jìn)入水平絞龍中，水平絞龍水平輸送到烘干設(shè)備中進(jìn)行烘干操作。發(fā)酵原料為菜粕或豆粕，發(fā)酵菌種子液為枯草芽孢桿菌和啤酒酵母體積比為1 2的混合液。層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)，其特征在于它包括固液混合器、調(diào)質(zhì)螺旋輸送器、層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置、分料器、水平絞龍、風(fēng)機(jī)、提升機(jī)和濕度調(diào)節(jié)器；所述的固液混合器、調(diào)質(zhì)螺旋輸送器、層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置、分料器、風(fēng)機(jī)、提升機(jī)和濕度調(diào)節(jié)器均安裝在封閉發(fā)酵室內(nèi)；固液混合器的頂部設(shè)有原料進(jìn)口，固液混合器的上部側(cè)面設(shè)有液體進(jìn)口， 固液混合器的底部設(shè)有出口 ；調(diào)質(zhì)螺旋輸送器的上部左邊設(shè)有第一進(jìn)口和第二進(jìn)口，調(diào)質(zhì)螺旋輸送器的第二進(jìn)口與固液混合器的出口相連，調(diào)質(zhì)螺旋輸送器的下部右邊的出口與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置的進(jìn)口相連，層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置的底部的出口與分料器的進(jìn)口相連，分料器的下部設(shè)有第一出口和第二出口，分料器的第一出口和第二出口上均設(shè)有料門，分料器的第一出口與提升機(jī)下端的進(jìn)口相連，分料器的第二出口與水平絞龍的進(jìn)口相連，提升機(jī)的上部出口與調(diào)質(zhì)螺旋輸送器的第一進(jìn)口或與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置的進(jìn)口相連；風(fēng)機(jī)的輸出端分別通過出風(fēng)管與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置的層疊組合式發(fā)酵床的進(jìn)風(fēng)口相連，進(jìn)風(fēng)管的一端與風(fēng)機(jī)的輸入端相連，進(jìn)風(fēng)管的另一端穿過封閉發(fā)酵室伸向室外。按上述方案，水平絞龍的進(jìn)口位于封閉發(fā)酵室內(nèi)，水平絞龍的出口端穿過封閉發(fā)酵室伸向室外。按上述方案，層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置由2-12個(gè)層疊組合式發(fā)酵床組成，2-12個(gè)層疊組合式發(fā)酵床沿垂直方向疊放布置，相鄰的層疊組合式發(fā)酵床之間相互固定，位于上一層的層疊組合式發(fā)酵床的出料端與相鄰的層疊組合式發(fā)酵床進(jìn)料端相連；層疊組合式發(fā)酵床包括機(jī)架、承料輸送機(jī)構(gòu)、調(diào)速電機(jī)；承料輸送機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架上，承料輸送機(jī)構(gòu)的一端為進(jìn)料端，承料輸送機(jī)構(gòu)的另一端為出料端，機(jī)架為長(zhǎng)方體形框架；調(diào)速電機(jī)設(shè)在承料輸送機(jī)構(gòu)的進(jìn)料導(dǎo)流槽一側(cè)，調(diào)速電機(jī)的輸出軸由聯(lián)軸器與主軸相聯(lián)接。按上述方案，承料輸送機(jī)構(gòu)包括鏈輪軸承、鏈輪、主軸、鏈條、支撐橫桿、承料帶；主軸共有兩個(gè)，一個(gè)主軸位于機(jī)架的前端部，另一個(gè)主軸位于機(jī)架的后端部；兩個(gè)主軸的兩端分別設(shè)有鏈輪軸承，鏈輪軸承由鏈輪軸承定位螺栓分別固定于機(jī)架的支撐柱上；每一主軸上套有兩鏈輪，鏈輪由鏈輪定位螺栓固定；兩個(gè)主軸上位于左邊的鏈輪由第一條鏈條相連， 兩個(gè)主軸上位于右邊的鏈輪由第二條鏈條相連，二條鏈條上每隔80mm-500mm設(shè)有托架 ’支撐橫桿水平放置在兩鏈條之間，支撐橫桿的左部由支撐桿固定螺栓固定于設(shè)置在第一條鏈條上的托架上，支撐橫桿的右部由支撐桿固定螺栓固定于設(shè)置在第二條鏈條上的托架上； 承料帶套在所有的支撐橫桿上，承料帶由料帶固定螺栓與支撐橫桿相固定；在承料帶所包圍的內(nèi)側(cè)空間中設(shè)有空氣導(dǎo)流室，空氣導(dǎo)流室為長(zhǎng)方體箱體，箱體上下兩面均勻分布有透風(fēng)孔，箱體前面設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 ；在機(jī)架的一側(cè)固定有出料導(dǎo)料槽，出料導(dǎo)料槽上部分垂直于底面，下部分向靠近支撐柱一方傾斜；出料導(dǎo)料槽始終與承料帶間隔50mm-200mm ；在機(jī)架的另一側(cè)，接近承料帶上平面邊緣處設(shè)有進(jìn)料導(dǎo)流槽，進(jìn)料導(dǎo)流槽固定在機(jī)架上，并與底面相垂直；進(jìn)料導(dǎo)流槽下端與承料帶上表面留有50mm-350mm的間隙。按上述方案，支撐橫桿兩端套有滑輪，滑輪下方設(shè)有滑軌，滑輪位于滑軌上；上下滑軌分別由焊接在支撐柱內(nèi)側(cè)的上下兩個(gè)滑軌支撐臺(tái)支撐。按上述方案，封閉發(fā)酵室內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和濕度傳感器。
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本發(fā)明的有益效果是1、能對(duì)發(fā)酵環(huán)境(溫度、濕度、通風(fēng)量)進(jìn)行較為精確的控制，提升產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量穩(wěn)定性。2、層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置(由多個(gè)層疊組合式發(fā)酵床組成)采用模塊化設(shè)計(jì)， 可根據(jù)實(shí)際需要任意加長(zhǎng)加寬，也可以任意疊加和組合，安裝和拆卸方便，大大提高單位面積產(chǎn)量，即可滿足大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)的需要，也可進(jìn)行間歇式生產(chǎn)，工藝適應(yīng)性強(qiáng)。3、層疊組合式發(fā)酵床采用開放式框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原材料易得，制造成本低； 設(shè)備維修和保養(yǎng)方便，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。4、層疊組合式發(fā)酵床僅將鏈條作為傳動(dòng)部件，物料垂直載荷主要由安裝在支撐橫桿上的滑輪承擔(dān)，因此整個(gè)裝置摩擦阻力小，可靠性高，動(dòng)力消耗較少。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明層疊組合式發(fā)酵床的中間部分截?cái)嘀饕晥D。
圖4為本發(fā)明層疊組合式發(fā)酵床的中間部分截?cái)喔┮晥D(即是圖3的俯視圖)。
圖5為圖3中的A-A剖視圖。
圖6為圖3中的B部分放大圖。
圖7為圖5中的C部分放大圖。
圖8為圖4中透風(fēng)孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為圖4中空氣導(dǎo)流室(以及進(jìn)風(fēng)口)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為本發(fā)明實(shí)施例1的層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選方案；它包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)，但不限制本發(fā)明。實(shí)施例1 如圖1，圖3-9所示，層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)，它包括固液混合器1、調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2、層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12、分料器4、水平絞龍5、風(fēng)機(jī)6、提升機(jī)7和濕度調(diào)節(jié)器 11 ；所述的固液混合器1、調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2、層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12、分料器4、風(fēng)機(jī) 6、提升機(jī)7和濕度調(diào)節(jié)器11均安裝在封閉發(fā)酵室10內(nèi)；固液混合器1的頂部設(shè)有原料進(jìn)口，固液混合器1的上部側(cè)面設(shè)有液體進(jìn)口，固液混合器1的底部設(shè)有出口 ；調(diào)質(zhì)螺旋輸送器的上部左邊設(shè)有第一進(jìn)口 2-1和第二進(jìn)口 2-2，調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2的第二進(jìn)口 2-2與固液混合器1的出口相連，調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2的下部右邊的出口 2-3與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12的進(jìn)口相連，層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12的底部的出口與分料器4的進(jìn)口相連，分料器4的下部設(shè)有第一出口和第二出口，分料器4的第一出口和第二出口上均設(shè)有料門(料門可控制出口的打開和關(guān)閉)，分料器4的第一出口與提升機(jī)7下端的進(jìn)口相連，分料器4 的第二出口與水平絞龍5的進(jìn)口相連，提升機(jī)7的上部出口與調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2的第一進(jìn)口 2-或與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12的進(jìn)口相連；風(fēng)機(jī)6的輸出端分別(采用多個(gè)輸出口的接頭)通過出風(fēng)管8與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12的層疊組合式發(fā)酵床3的進(jìn)風(fēng)口 320相連，進(jìn)風(fēng)管9的一端與風(fēng)機(jī)6的輸入端相連，進(jìn)風(fēng)管9的另一端穿過封閉發(fā)酵室 10伸向室外。水平絞龍5的進(jìn)口位于封閉發(fā)酵室10內(nèi)，水平絞龍5的出口端穿過封閉發(fā)酵室10 伸向室外。封閉發(fā)酵室10內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和濕度傳感器。發(fā)酵原料從固液混合器1頂部原料進(jìn)口進(jìn)入，發(fā)酵種子液從固液混合器1上部側(cè)面液體進(jìn)口進(jìn)入與發(fā)酵原料在固液混合器1充分混合；充分混合好的物料由固液混合器1 的出口進(jìn)入調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2上部左邊的進(jìn)口 ；混合物料經(jīng)調(diào)質(zhì)后從調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2下部的出口流出進(jìn)入層疊組合式發(fā)酵床3 ；混合物料在多層層疊組合式發(fā)酵床3中移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行發(fā)酵，最后從底層層疊組合式發(fā)酵床3的出口流出，進(jìn)入分料器4 ；可以調(diào)節(jié)分料器4 的料門使進(jìn)入分料器4的物料只從下端兩個(gè)出口中的一個(gè)流出。層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12由2-12個(gè)層疊組合式發(fā)酵床3組成(本實(shí)施例中采用5個(gè)層疊組合式發(fā)酵床，如圖10所示；具體個(gè)數(shù)可根據(jù)需要確定，也可采用12個(gè))，2-12 個(gè)層疊組合式發(fā)酵床3沿垂直方向疊放布置，相鄰的層疊組合式發(fā)酵床3之間相互固定，位于上一層的層疊組合式發(fā)酵床3的出料端與相鄰的層疊組合式發(fā)酵床3進(jìn)料端相連；層疊組合式發(fā)酵床3包括機(jī)架301、承料輸送機(jī)構(gòu)302、調(diào)速電機(jī)303 ；承料輸送機(jī)構(gòu)302設(shè)置在機(jī)架301上，承料輸送機(jī)構(gòu)302的一端為進(jìn)料端，承料輸送機(jī)構(gòu)302的另一端為出料端，機(jī)架301為長(zhǎng)方體形框架，在機(jī)架301前、后兩立面的上下棱之間焊接有垂直于底面的支撐柱304 ；調(diào)速電機(jī)303設(shè)在承料輸送機(jī)構(gòu)302的進(jìn)料導(dǎo)流槽323 —側(cè)，調(diào)速電機(jī) 303的輸出軸由聯(lián)軸器與主軸307相聯(lián)接(也可采用由皮帶或鏈條機(jī)構(gòu)與主軸相聯(lián)接)，帶動(dòng)承料輸送機(jī)構(gòu)302運(yùn)轉(zhuǎn)，使承料帶310上的物料由進(jìn)料導(dǎo)流槽323 —側(cè)，移動(dòng)到出料導(dǎo)料槽322 —側(cè)。在機(jī)架301的水平棱上穿有固定孔325，呈左右對(duì)稱分布，可由機(jī)架固定螺栓 324，穿過固定孔325，將機(jī)架301固定于其它接觸面上，也可將多臺(tái)層疊組合式發(fā)酵床3的機(jī)架301兩兩左右調(diào)換后上下相互層疊，并通過機(jī)架固定螺栓324穿過上下兩機(jī)架301上的固定孔325，進(jìn)行兩兩固定。多臺(tái)層疊組合式發(fā)酵床3之間層疊固定后，下一層層疊組合式發(fā)酵床3的進(jìn)料導(dǎo)流槽323上端恰好與上一層層疊組合式發(fā)酵床3的導(dǎo)料槽322下端相對(duì)應(yīng)。承料帶310為透氣的帆布帶或網(wǎng)帶。承料輸送機(jī)構(gòu)302包括鏈輪軸承305、鏈輪306、主軸307、鏈條308、支撐橫桿309、 承料帶310 ；主軸307共有兩個(gè)，一個(gè)主軸307位于機(jī)架301的前端部(圖3的左邊為前， 右邊為后；圖7的左邊為左，右邊為右)，另一個(gè)主軸307位于機(jī)架301的后端部；兩個(gè)主軸 307的兩端分別設(shè)有鏈輪軸承30即共有鏈輪軸承兩對(duì)，一對(duì)鏈輪軸承305位于機(jī)架301 的前端部，另一對(duì)鏈輪軸承305位于機(jī)架301的后端部，鏈輪軸承305由鏈輪軸承定位螺栓315分別固定于機(jī)架301的支撐柱304上(即兩個(gè)主軸能旋轉(zhuǎn))；每一主軸307上套有兩鏈輪30靠近兩鏈輪軸承，位于左邊、右邊，鏈輪306由鏈輪定位螺栓311固定；兩個(gè)主軸 307上位于左邊的鏈輪由第一條鏈條308相連，兩個(gè)主軸307上位于右邊的鏈輪由第二條鏈條308相連，二條鏈條308上每隔一定距離(如每隔80mm-500mm)設(shè)有托架313 ；支撐橫桿309水平放置在兩鏈條308之間，支撐橫桿309的左部由支撐桿固定螺栓312固定于設(shè)置在第一條鏈條308上的托架313上，支撐橫桿309的右部由支撐桿固定螺栓312固定于設(shè)置在第二條鏈條308上的托架313上；承料帶310寬度比支撐橫桿309長(zhǎng)度稍小，承料帶 310套在所有的支撐橫桿309上(所有的支撐橫桿構(gòu)成環(huán)狀)，承料帶由料帶固定螺栓314 與支撐橫桿309相固定；支撐橫桿309兩端套有滑輪318，滑輪318下方設(shè)有滑軌317，滑輪 318位于滑軌317上滑輪318可在滑軌317上滾動(dòng)滑行；上下滑軌317分別由焊接在支撐柱304內(nèi)側(cè)的上下兩個(gè)滑軌支撐臺(tái)316支撐上方的滑軌有2個(gè)，下方的滑軌有2個(gè)；在承料帶310所包圍的內(nèi)側(cè)空間中設(shè)有空氣導(dǎo)流室319，空氣導(dǎo)流室319為長(zhǎng)方體箱體，箱體上下兩面均勻分布有透風(fēng)孔321，箱體前面設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 320 ；在機(jī)架1 一側(cè)固定有出料導(dǎo)料槽322，出料導(dǎo)料槽322上部分垂直于底面，下部分向靠近支撐柱304 —方傾斜；出料導(dǎo)料槽322始終與承料帶310間隔一定距離(如間隔50mm-200mm)；在機(jī)架301另一側(cè)，接近承料帶310上平面邊緣處設(shè)有進(jìn)料導(dǎo)流槽323，進(jìn)料導(dǎo)流槽323固定在機(jī)架301上，并與底面相垂直；進(jìn)料導(dǎo)流槽323下端與承料帶310上表面留有一定間隙(如50mm-350mm)。一種層疊組合式固態(tài)發(fā)酵方法，它包括以下步驟1)層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)的準(zhǔn)備層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)包括固液混合器 1、調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2、層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12、分料器4、水平絞龍5、風(fēng)機(jī)6、提升機(jī)7 和濕度調(diào)節(jié)器11 ；所述的固液混合器1、調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2、層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12、分料器4、風(fēng)機(jī)6、提升機(jī)7和濕度調(diào)節(jié)器11均安裝在封閉發(fā)酵室10內(nèi)；固液混合器1的頂部設(shè)有原料進(jìn)口，固液混合器1的上部側(cè)面設(shè)有液體進(jìn)口，固液混合器1的底部設(shè)有出口 ；調(diào)質(zhì)螺旋輸送器的上部左邊設(shè)有第一進(jìn)口 2-1和第二進(jìn)口 2-2，調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2的第二進(jìn)口 2-2與固液混合器1的出口相連，調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2的下部右邊的出口 2-3與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12的進(jìn)口相連，層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12的底部的出口與分料器4的進(jìn)口相連，分料器4的下部設(shè)有第一出口和第二出口，分料器4的第一出口和第二出口上均設(shè)有料門，分料器4的第一出口與提升機(jī)7下端的進(jìn)口相連，分料器4的第二出口與水平絞龍5的進(jìn)口相連，提升機(jī)7的上部出口與調(diào)質(zhì)螺旋輸送器2的第一進(jìn)口 2-1相連；風(fēng)機(jī)6的輸出端分別通過出風(fēng)管8與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12的層疊組合式發(fā)酵床3的進(jìn)風(fēng)口 320相連，進(jìn)風(fēng)管9的一端與風(fēng)機(jī)6的輸入端相連，進(jìn)風(fēng)管9的另一端穿過封閉發(fā)酵室10伸向室外；2)發(fā)酵原料的稱量與調(diào)配按發(fā)酵原料(待發(fā)酵的物料)與發(fā)酵種子液的配比為 IOOg 0.5-5ml，進(jìn)行稱量，發(fā)酵原料從固液混合器1頂部原料進(jìn)口進(jìn)入，發(fā)酵種子液從固液混合器1上部側(cè)面液體進(jìn)口進(jìn)入與發(fā)酵原料在固液混合器1充分混合和調(diào)配；其中，發(fā)酵原料為菜粕，發(fā)酵菌種子液為枯草芽孢桿菌和啤酒酵母體積比為1 2的混合液；3)混合物料的調(diào)質(zhì)將固液混合器內(nèi)混合好的物料送入調(diào)質(zhì)螺旋輸送器中進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)節(jié)螺旋輸送器的轉(zhuǎn)速，使物料以10-80mm/s的速度前進(jìn)，在此過程中物料中的水分和菌液能有充足的時(shí)間在物料中擴(kuò)散和重新分配，從而使物料水分和菌液的分配能均勻一致；4)發(fā)酵經(jīng)充分調(diào)質(zhì)的混合物料進(jìn)入層疊組合式發(fā)酵床中發(fā)酵，混合物料通過進(jìn)料導(dǎo)流槽均勻的分布在承料帶上，調(diào)節(jié)調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使混合物料在承料帶上保持 50-350mm的厚度；混合物料在承料帶上一邊隨承料帶移動(dòng)，一邊進(jìn)行發(fā)酵；當(dāng)物料移動(dòng)到承料帶一側(cè)邊緣時(shí)，物料就會(huì)順著出料導(dǎo)料槽落下，并沿下一層層疊組合式發(fā)酵床的進(jìn)料導(dǎo)流槽進(jìn)入下一層層疊組合式發(fā)酵床的承料帶；發(fā)酵物料在落下的同時(shí)，發(fā)酵物料與空氣充分接觸，發(fā)酵產(chǎn)生的熱量得到散發(fā)，即實(shí)現(xiàn)了翻料；在發(fā)酵過程中，根據(jù)實(shí)際需要，(1)可以由風(fēng)機(jī)強(qiáng)制向?qū)盈B組合式發(fā)酵床的空氣導(dǎo)流室通入空氣，促進(jìn)發(fā)酵過程中的熱量散發(fā)，和強(qiáng)加氧氣供給；( 也可將風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)管與干燥設(shè)備的冷卻器的熱交換裝置相聯(lián)，利用干燥的余溫加熱空氣，向?qū)盈B組合式發(fā)酵床的空氣導(dǎo)流室通入熱風(fēng)，來調(diào)節(jié)發(fā)酵所需溫度；在發(fā)酵過程中，可根據(jù)實(shí)際發(fā)酵需要開啟濕度調(diào)節(jié)器，以保證封閉發(fā)酵室內(nèi)濕度在適當(dāng)值(濕度值為30% -90% )；5)分料、循環(huán)發(fā)酵和烘干發(fā)酵物料在層疊組合式發(fā)酵床中經(jīng)由從上到下多次的換層移動(dòng)、翻料與發(fā)酵后，最后從底層層疊組合式發(fā)酵床的出口流出進(jìn)入分料器中；如果物料發(fā)酵不完全，需延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，可以調(diào)節(jié)分料器的料門使發(fā)酵物料進(jìn)入提升機(jī)，提升機(jī)將發(fā)酵物料再次提升進(jìn)入調(diào)質(zhì)螺旋輸送器，然后再進(jìn)入層疊組合式發(fā)酵床中進(jìn)行再次發(fā)酵； 如果物料發(fā)酵完畢，則調(diào)節(jié)分料器的料門使物料進(jìn)入水平絞龍中，水平絞龍水平輸送到烘干設(shè)備中進(jìn)行烘干操作。在發(fā)酵結(jié)束后，可以開啟風(fēng)機(jī)對(duì)層疊組合式發(fā)酵床進(jìn)行清潔。實(shí)施例2 如圖2所示，與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12由 2個(gè)層疊組合式發(fā)酵床3組成，提升機(jī)7的上部出口與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置12的進(jìn)口相連。發(fā)酵原料為豆粕。
權(quán)利要求
1.一種層疊組合式固態(tài)發(fā)酵方法，其特征在于它包括以下步驟1)層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)的準(zhǔn)備；2)發(fā)酵原料的稱量與調(diào)配按發(fā)酵原料與發(fā)酵種子液的配比為IOOg 0.5-5ml，進(jìn)行稱量，發(fā)酵原料從固液混合器頂部原料進(jìn)口進(jìn)入，發(fā)酵種子液從固液混合器上部側(cè)面液體進(jìn)口進(jìn)入與發(fā)酵原料在固液混合器混合；3)混合物料的調(diào)質(zhì)將固液混合器內(nèi)混合好的物料送入調(diào)質(zhì)螺旋輸送器中進(jìn)行調(diào)質(zhì)， 調(diào)節(jié)螺旋輸送器的轉(zhuǎn)速，使物料以10-80mm/s的速度前進(jìn)，得到經(jīng)充分調(diào)質(zhì)的混合物料；4)發(fā)酵經(jīng)充分調(diào)質(zhì)的混合物料進(jìn)入層疊組合式發(fā)酵床中發(fā)酵，混合物料通過進(jìn)料導(dǎo)流槽均勻的分布在承料帶上，調(diào)節(jié)調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使混合物料在承料帶上保持50-350mm 的厚度；混合物料在承料帶上一邊隨承料帶移動(dòng)，一邊進(jìn)行發(fā)酵；當(dāng)物料移動(dòng)到承料帶一側(cè)邊緣時(shí)，物料就會(huì)順著出料導(dǎo)料槽落下，并沿下一層層疊組合式發(fā)酵床的進(jìn)料導(dǎo)流槽進(jìn)入下一層層疊組合式發(fā)酵床的承料帶；發(fā)酵物料在落下的同時(shí)，發(fā)酵物料與空氣充分接觸， 發(fā)酵產(chǎn)生的熱量得到散發(fā)，即實(shí)現(xiàn)了翻料；在發(fā)酵過程中，根據(jù)實(shí)際需要，由風(fēng)機(jī)強(qiáng)制向?qū)盈B組合式發(fā)酵床的空氣導(dǎo)流室通入空氣或熱風(fēng)；在發(fā)酵過程中，可根據(jù)實(shí)際發(fā)酵需要開啟濕度調(diào)節(jié)器，以保證封閉發(fā)酵室內(nèi)濕度在適當(dāng)值；5)分料、循環(huán)發(fā)酵和烘干發(fā)酵物料在層疊組合式發(fā)酵床中經(jīng)由從上到下多次的換層移動(dòng)、翻料與發(fā)酵后，最后從底層層疊組合式發(fā)酵床的出口流出進(jìn)入分料器中；如果物料發(fā)酵不完全，需延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，可以調(diào)節(jié)分料器的料門使發(fā)酵物料進(jìn)入提升機(jī)，提升機(jī)將發(fā)酵物料再次提升進(jìn)入調(diào)質(zhì)螺旋輸送器，然后再進(jìn)入層疊組合式發(fā)酵床中進(jìn)行再次發(fā)酵，或者提升機(jī)將發(fā)酵物料再次提升直接進(jìn)入層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置(1 的進(jìn)口進(jìn)行再次發(fā)酵；如果物料發(fā)酵完畢，則調(diào)節(jié)分料器的料門使物料進(jìn)入水平絞龍中，水平絞龍水平輸送到烘干設(shè)備中進(jìn)行烘干操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層疊組合式固態(tài)發(fā)酵方法，其特征在于發(fā)酵原料為菜粕或豆粕，發(fā)酵菌種子液為枯草芽孢桿菌和啤酒酵母體積比為1 2的混合液。
3.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)，其特征在于它包括固液混合器(1)、調(diào)質(zhì)螺旋輸送器O)、層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置(12)、分料器G)、水平絞龍(5)、 風(fēng)機(jī)(6)、提升機(jī)(7)和濕度調(diào)節(jié)器(11)；所述的固液混合器(1)、調(diào)質(zhì)螺旋輸送器O)、層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置(12)、分料器、風(fēng)機(jī)(6)、提升機(jī)(7)和濕度調(diào)節(jié)器(11)均安裝在封閉發(fā)酵室(10)內(nèi)；固液混合器(1)的頂部設(shè)有原料進(jìn)口，固液混合器(1)的上部側(cè)面設(shè)有液體進(jìn)口，固液混合器(1)的底部設(shè)有出口 ；調(diào)質(zhì)螺旋輸送器的上部左邊設(shè)有第一進(jìn)口(2-1)和第二進(jìn)口 0-2)，調(diào)質(zhì)螺旋輸送器( 的第二進(jìn)口(2- 與固液混合器(1)的出口相連，調(diào)質(zhì)螺旋輸送器( 的下部右邊的出口(2- 與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置(12)的進(jìn)口相連，層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置(1 的底部的出口與分料器的進(jìn)口相連，分料器 (4)的下部設(shè)有第一出口和第二出口，分料器的第一出口和第二出口上均設(shè)有料門，分料器(4)的第一出口與提升機(jī)(7)下端的進(jìn)口相連，分料器(4)的第二出口與水平絞龍(5) 的進(jìn)口相連，提升機(jī)(7)的上部出口與調(diào)質(zhì)螺旋輸送器O)的第一進(jìn)口(2-1)或與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置(1 的進(jìn)口相連；風(fēng)機(jī)(6)的輸出端分別通過出風(fēng)管(8)與層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置(1 的層疊組合式發(fā)酵床(3)的進(jìn)風(fēng)口(320)相連，進(jìn)風(fēng)管(9)的一端與風(fēng)機(jī)(6)的輸入端相連，進(jìn)風(fēng)管(9)的另一端穿過封閉發(fā)酵室(10)伸向室外。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)，其特征在于水平絞龍(5)的進(jìn)口位于封閉發(fā)酵室(10)內(nèi)，水平絞龍(5)的出口端穿過封閉發(fā)酵室(10)伸向室外。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)，其特征在于層疊組合式固態(tài)發(fā)酵裝置(1 由2-12個(gè)層疊組合式發(fā)酵床C3)組成，2-12個(gè)層疊組合式發(fā)酵床C3)沿垂直方向疊放布置，相鄰的層疊組合式發(fā)酵床C3)之間相互固定，位于上一層的層疊組合式發(fā)酵床(3)的出料端與相鄰的層疊組合式發(fā)酵床( 進(jìn)料端相連；層疊組合式發(fā)酵床C3)包括機(jī)架(301)、承料輸送機(jī)構(gòu)(302)、調(diào)速電機(jī)(303)；承料輸送機(jī)構(gòu)(30 設(shè)置在機(jī)架(301)上，承料輸送機(jī)構(gòu)(302)的一端為進(jìn)料端，承料輸送機(jī)構(gòu) (302)的另一端為出料端，機(jī)架(301)為長(zhǎng)方體形框架；調(diào)速電機(jī)(30 設(shè)在承料輸送機(jī)構(gòu) (302)的進(jìn)料導(dǎo)流槽(32 —側(cè)，調(diào)速電機(jī)(303)的輸出軸由聯(lián)軸器與主軸(307)相聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)，其特征在于承料輸送機(jī)構(gòu)(302) 包括鏈輪軸承(305)、鏈輪(306)、主軸(307)、鏈條(308)、支撐橫桿(309)、承料帶(310)； 主軸(307)共有兩個(gè)，一個(gè)主軸(307)位于機(jī)架(301)的前端部，另一個(gè)主軸(307)位于機(jī)架(301)的后端部；兩個(gè)主軸(307)的兩端分別設(shè)有鏈輪軸承(305)，鏈輪軸承(305)由鏈輪軸承定位螺栓(31 分別固定于機(jī)架(301)的支撐柱(304)上；每一主軸(307)上套有兩鏈輪(306)，鏈輪(306)由鏈輪定位螺栓(311)固定；兩個(gè)主軸(307)上位于左邊的鏈輪由第一條鏈條(308)相連，兩個(gè)主軸(307)上位于右邊的鏈輪由第二條鏈條(308)相連，二條鏈條(308)上每隔80mm-500mm設(shè)有托架(313)；支撐橫桿(309)水平放置在兩鏈條(308) 之間，支撐橫桿(309)的左部由支撐桿固定螺栓(312)固定于設(shè)置在第一條鏈條(308)上的托架(31 上，支撐橫桿(309)的右部由支撐桿固定螺栓(312)固定于設(shè)置在第二條鏈條(308)上的托架(31 上；承料帶(310)套在所有的支撐橫桿(309)上，承料帶由料帶固定螺栓(314)與支撐橫桿(309)相固定；在承料帶(310)所包圍的內(nèi)側(cè)空間中設(shè)有空氣導(dǎo)流室(319)，空氣導(dǎo)流室(319)為長(zhǎng)方體箱體，箱體上下兩面均勻分布有透風(fēng)孔(321)，箱體前面設(shè)有進(jìn)風(fēng)口(320)；在機(jī)架(1) 一側(cè)固定有出料導(dǎo)料槽(322)，出料導(dǎo)料槽(322)上部分垂直于底面，下部分向靠近支撐柱(304) —方傾斜；出料導(dǎo)料槽(32 始終與承料帶 (310)間隔50mm-200mm ；在機(jī)架(301)另一側(cè)，接近承料帶(310)上平面邊緣處設(shè)有進(jìn)料導(dǎo)流槽(323)，進(jìn)料導(dǎo)流槽(32 固定在機(jī)架(301)上，并與底面相垂直；進(jìn)料導(dǎo)流槽(323)下端與承料帶(310)上表面留有50mm-350mm的間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)，其特征在于支撐橫桿(309)兩端套有滑輪(318)，滑輪(318)下方設(shè)有滑軌(317)，滑輪(318)位于滑軌(317)上；上下滑軌(317)分別由焊接在支撐柱(304)內(nèi)側(cè)的上下兩個(gè)滑軌支撐臺(tái)(316)支撐。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)，其特征在于封閉發(fā)酵室(10)內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和濕度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固態(tài)發(fā)酵方法及固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)。一種層疊組合式固態(tài)發(fā)酵方法，其特征在于它包括以下步驟1)層疊組合式固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)的準(zhǔn)備；2)發(fā)酵原料的稱量與調(diào)配；3)混合物料的調(diào)質(zhì)；4)發(fā)酵經(jīng)充分調(diào)質(zhì)的混合物料進(jìn)入層疊組合式發(fā)酵床中發(fā)酵，混合物料通過進(jìn)料導(dǎo)流槽均勻的分布在承料帶上；混合物料在承料帶上一邊隨承料帶移動(dòng)，一邊進(jìn)行發(fā)酵；當(dāng)物料移動(dòng)到承料帶一側(cè)邊緣時(shí)，物料就會(huì)順著出料導(dǎo)料槽落下，并沿下一層層疊組合式發(fā)酵床的進(jìn)料導(dǎo)流槽進(jìn)入下一層層疊組合式發(fā)酵床的承料帶；5)分料、循環(huán)發(fā)酵和烘干。該方法能對(duì)發(fā)酵環(huán)境進(jìn)行控制，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)固態(tài)發(fā)酵的規(guī)?；g歇或連續(xù)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C12R1/865GK102304557SQ20111024650
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者萬楚筠, 周浩宇, 李文林, 鄧乾春, 鈕琰星, 黃鳳洪, 黃慶德, 黃茜 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所