薄層自控靜態(tài)固體發(fā)酵集成優(yōu)化方法及其裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種薄層自控靜態(tài)固體發(fā)酵集成優(yōu)化方法及其裝置，為解決現(xiàn)有技術(shù)，方法是將已滅菌、接種的固體發(fā)酵物料一次性薄層敷料于無(wú)菌發(fā)酵室內(nèi)的多層式可移動(dòng)板帶發(fā)酵床上，然后根據(jù)不同發(fā)酵階段自動(dòng)控制調(diào)節(jié)無(wú)菌空氣量、溫度和濕度進(jìn)行固體發(fā)酵，待固體物料完成發(fā)酵全過(guò)程后，啟動(dòng)多層可移動(dòng)板帶發(fā)酵床的驅(qū)動(dòng)裝置將物料移出發(fā)酵室，然后進(jìn)行產(chǎn)品后處理。包括無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、移動(dòng)式滅接種菌罐、螺旋鋪料機(jī)、多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床和無(wú)菌發(fā)酵室。其具有發(fā)酵菌菌絲不易斷裂，生長(zhǎng)良好，特別有利于產(chǎn)酶、酶解類(lèi)的固體發(fā)酵；突破薄層靜態(tài)固體發(fā)酵規(guī)模化瓶頸、工業(yè)規(guī)?；潭雀撸O(shè)備投資少、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】薄層自控靜態(tài)固體發(fā)酵集成優(yōu)化方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固體發(fā)酵方法，具體涉及一種薄層自控靜態(tài)固體發(fā)酵集成優(yōu)化方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]固體發(fā)酵具有發(fā)酵成本低，原料價(jià)格低廉，可以直接利用工農(nóng)業(yè)殘次資源，無(wú)“三廢”排放，工藝過(guò)程及產(chǎn)品后處理簡(jiǎn)單。但是，固體發(fā)酵工藝與設(shè)備因其易染雜菌，發(fā)酵條件難于控制，工業(yè)放大困難等原因，其對(duì)于液態(tài)發(fā)酵而言相對(duì)落后。近年來(lái)固體發(fā)酵的諸多優(yōu)點(diǎn)成為固態(tài)發(fā)酵工藝和設(shè)備快速發(fā)展的強(qiáng)大吸引力與生命力。用于微生物固體發(fā)酵生產(chǎn)的方法和設(shè)備，如發(fā)酵罐式、滾筒式、盤(pán)式、多層網(wǎng)帶式等均有較大發(fā)展。特別是自動(dòng)多層網(wǎng)帶式固體發(fā)酵方法和裝置已能適應(yīng)部分常規(guī)好氧固體物料的連續(xù)動(dòng)態(tài)、規(guī)?；l(fā)酵生產(chǎn)的要求。但是，在食品、飼料、環(huán)保等領(lǐng)域還有很大一部分好氧固體發(fā)酵是生產(chǎn)各種生物酶和酶解底物，這類(lèi)固體發(fā)酵需要在薄層、靜態(tài)、好氧的狀態(tài)下進(jìn)行。例如，利用農(nóng)作物秸桿及工農(nóng)業(yè)殘次纖維原料生產(chǎn)生物蛋白飼料的固體發(fā)酵?，F(xiàn)有的自動(dòng)多層網(wǎng)帶式固體發(fā)酵方法和裝置，多數(shù)是連續(xù)動(dòng)態(tài)發(fā)酵，少數(shù)為半動(dòng)態(tài)發(fā)酵，還有的是穿透式送風(fēng)發(fā)酵，它們都不可避免地破壞了菌絲體生長(zhǎng)，引起菌絲斷裂，影響菌株產(chǎn)酶和酶解發(fā)酵物料。這類(lèi)固體發(fā)酵方法和裝置是將自動(dòng)多層網(wǎng)帶上的發(fā)酵物料置于一個(gè)大的無(wú)菌空間內(nèi)，自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行物料發(fā)酵的全過(guò)程而不能根據(jù)物料發(fā)酵的不同階段來(lái)調(diào)整發(fā)酵條件，不能實(shí)現(xiàn)菌株高效產(chǎn)酶和酶解發(fā)酵物料；現(xiàn)有的固體淺盤(pán)發(fā)酵方法及裝置，或是不能適應(yīng)工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)，或是設(shè)備投資過(guò)大，運(yùn)行成本過(guò)高而難于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是，提供一種薄層自控靜態(tài)固體發(fā)酵集成優(yōu)化方法，本發(fā)明目的還在于提供用于實(shí)施該方法的裝置.該方法及其裝置適用于需要耗氧且在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行、發(fā)酵全過(guò)程可根據(jù)不同發(fā)酵階段自動(dòng)控制調(diào)節(jié)無(wú)菌空氣量、溫度和濕度，發(fā)酵產(chǎn)生的菌絲不易斷裂，薄層固體發(fā)酵規(guī)模大、工業(yè)化程度高，設(shè)備投資少、生產(chǎn)效率高。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明薄層自控靜態(tài)固體發(fā)酵集成優(yōu)化方法是將已滅菌、接種的固體發(fā)酵物料一次性薄層敷料于無(wú)菌發(fā)酵室內(nèi)的多層式可移動(dòng)板帶發(fā)酵床上，然后根據(jù)不同發(fā)酵階段自動(dòng)控制調(diào)節(jié)無(wú)菌空氣量、溫度和濕度進(jìn)行固體發(fā)酵，待固體物料完成發(fā)酵全過(guò)程后，啟動(dòng)可移動(dòng)板帶發(fā)酵床的驅(qū)動(dòng)裝置將物料移出發(fā)酵室，然后進(jìn)行產(chǎn)品后處理。其能解決現(xiàn)有耗氧靜態(tài)固體發(fā)酵規(guī)模小，工業(yè)化程度低問(wèn)題；具有發(fā)酵工藝條件好、產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)能力強(qiáng)，能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]作為優(yōu)化，所述自動(dòng)控制調(diào)節(jié)無(wú)菌空氣量、溫度和濕度是通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入無(wú)菌發(fā)酵室的無(wú)菌空氣溫度、濕度和氣量并使之以層流狀態(tài)緩緩流過(guò)發(fā)酵物料表面進(jìn)行傳質(zhì)傳熱過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。多層可移動(dòng)板帶的每層都在一側(cè)配備一個(gè)或者一排噴氣口，所述噴氣口水平向噴出無(wú)菌空氣流，所 述噴出的無(wú)菌空氣流的中心線(xiàn)與承載發(fā)酵物料的該層可移動(dòng)板帶平行，所述噴出的無(wú)菌空氣流位于該層可移動(dòng)板帶上方。
[0006]用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述方法的裝置包括無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、移動(dòng)式滅接種菌罐、螺旋鋪料機(jī)、多層式可移動(dòng)板帶發(fā)酵床和無(wú)菌發(fā)酵室；其中多層式可移動(dòng)板帶發(fā)酵床位于發(fā)酵室中心承載發(fā)酵物料，無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)向發(fā)酵室提供無(wú)菌空氣和自動(dòng)控制調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)酵室的無(wú)菌空氣量、溫度和濕度，移動(dòng)式滅菌接種罐向發(fā)酵室投料，螺旋鋪料機(jī)承接投進(jìn)發(fā)酵室的發(fā)酵物料、并向多層式可移動(dòng)板帶發(fā)酵床進(jìn)行薄層布料。具體可以是其中多層式可移動(dòng)板帶發(fā)酵床固裝在發(fā)酵室中心、發(fā)酵室配裝無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、移動(dòng)式滅菌接種罐10通過(guò)投料管與發(fā)酵室頂部投料口相連、向多層式可移動(dòng)板帶發(fā)酵床進(jìn)行薄層布料的螺旋鋪料機(jī)位于發(fā)酵室頂部投料口與多層式可移動(dòng)板帶發(fā)酵床之間。其適用于規(guī)?；难?、靜態(tài)、薄層固體發(fā)酵，發(fā)酵菌絲完整；若用連續(xù)進(jìn)料方式也可實(shí)現(xiàn)耗氧連續(xù)動(dòng)態(tài)固體發(fā)酵；其相關(guān)設(shè)備，可為設(shè)備制造業(yè)開(kāi)發(fā)利用。本發(fā)明發(fā)酵規(guī)模大、自動(dòng)化程度高，設(shè)備投資少、效率聞。
[0007]作為優(yōu)化，所述無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)由加濕器、初效空氣過(guò)濾器、中效空氣過(guò)濾器、空調(diào)器、風(fēng)機(jī)、進(jìn)氣高效空氣過(guò)濾器、排氣高效空氣過(guò)濾器和配氣管組成；其中配氣管將來(lái)自氣源的無(wú)菌空氣分配輸送向所述多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床的各層可移動(dòng)板帶的上方空間，排氣高效空氣過(guò)濾器位于配氣管的相對(duì)側(cè)向外排氣，配氣管向外依次連接另一組高效空氣過(guò)濾器、風(fēng)機(jī)、配裝空調(diào)器和加濕器的中效空氣過(guò)濾器及初效空氣過(guò)濾器。具體是配氣管位于發(fā)酵室內(nèi)與多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床相對(duì)的一側(cè)，一組高效空氣過(guò)濾器配裝置在發(fā)酵室內(nèi)與多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床相對(duì)的另一側(cè)。
[0008]作為優(yōu)化，所述空調(diào)器對(duì)流經(jīng)中效空氣過(guò)濾器的空氣進(jìn)行調(diào)溫，所述加濕器對(duì)流經(jīng)初效空氣過(guò)濾器的空氣進(jìn)行增濕，所述配氣管的出氣口數(shù)量與可移動(dòng)板帶的層數(shù)相同，每個(gè)配氣管出氣口都分別與相對(duì)層可移動(dòng)板帶上物料上方空氣流動(dòng)空間相對(duì)應(yīng)，配置在發(fā)酵室另一側(cè)的一組高效空氣過(guò)濾器位于發(fā)酵室側(cè)壁的中上部，使無(wú)菌空氣以層流狀態(tài)緩緩流過(guò)發(fā)酵物料表面進(jìn)行傳質(zhì)傳熱。
[0009]作為優(yōu)化，所述移動(dòng)式滅菌接種罐為一個(gè)配有行走機(jī)構(gòu)的能耐受蒸氣滅菌常用壓力并帶有攪拌功能的固體發(fā)酵物料的蒸氣高溫滅菌冷卻接種罐。
[0010]作為優(yōu)化，所述螺旋鋪料機(jī)為一個(gè)水平放置的改型螺旋輸送機(jī)，其機(jī)殼體上部為一敞開(kāi)長(zhǎng)條形料斗，其底部一側(cè)間斷開(kāi)有與可移動(dòng)板帶上面鋪料幅寬相配合的若干個(gè)長(zhǎng)條形鋪料口，并在物料前進(jìn)方向一側(cè)安裝有一用來(lái)控制鋪料高度的刮料控制板；其機(jī)殼體中心配置預(yù)先設(shè)置有正反轉(zhuǎn)自控程序的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺旋鋪料機(jī)，控制物料在長(zhǎng)條形料斗內(nèi)均勻分布。
[0011]作為優(yōu)化，所述可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床由用于薄層固體物料發(fā)酵和傳送物料的傳送板帶及板帶傳動(dòng)膠輪、板帶支撐滾筒和該傳送板帶的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。所述傳送板帶優(yōu)選為不銹鋼波紋傳送板帶?？梢苿?dòng)板帶發(fā)酵床為多層立體布置。
[0012]作為優(yōu)化，所述可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床為在垂直方向上依次布置的第一發(fā)酵床層、第二發(fā)酵床層、第三發(fā)酵床層至第N發(fā)酵床層，其中第一發(fā)酵床層的輸入端用于承接鋪料口下落的物料，第二發(fā)酵床層的輸入端用于承接第一發(fā)酵床層的輸出端下落的物料，第三發(fā)酵床層的輸入端用于承接承接第二發(fā)酵床層的輸出端下落的物料，如此類(lèi)推第四發(fā)酵床層至第N發(fā)酵床的移 動(dòng)傳送狀態(tài)布置。所述第N發(fā)酵床層也可以稱(chēng)為第N可移動(dòng)板帶層。[0013]作為優(yōu)化，所述板帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由依次驅(qū)動(dòng)的變頻電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪和與板帶傳動(dòng)膠輪同軸的板帶驅(qū)動(dòng)齒輪組成，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)板帶驅(qū)動(dòng)齒輪的方式是電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)最低層一個(gè)板帶驅(qū)動(dòng)齒輪，該板帶驅(qū)動(dòng)齒輪和其它板帶驅(qū)動(dòng)齒輪再自下至上依次逐級(jí)驅(qū)動(dòng)；所述板帶為不銹鋼傳送板帶，其單面有波紋，移動(dòng)時(shí)帶有波紋的板面與板帶傳動(dòng)膠輪接觸，板帶光面承接發(fā)酵物料；所述第一發(fā)酵床層至第N發(fā)酵床層自上至下，向右向左交替錯(cuò)落分布。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0015]1.薄層、超多層固體發(fā)酵，發(fā)酵床面積大、發(fā)酵物容量多，具有規(guī)?；a(chǎn)能力。
[0016]2.物料全程處于靜態(tài)發(fā)酵狀態(tài)，發(fā)酵菌株菌絲體完好，園滿(mǎn)地符合特定菌株的產(chǎn)酶與酶解底物要求。
[0017]3.通過(guò)自控調(diào)節(jié)無(wú)菌空氣的氣量、溫度和濕度，實(shí)現(xiàn)物料不同發(fā)酵階段的全過(guò)程即時(shí)調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)最佳發(fā)酵狀態(tài)，提高發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量。
[0018]4.可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床，不堵塞、不拋灑、清潔文明，發(fā)酵操作全部自動(dòng)化進(jìn)行。
[0019]5.若改變發(fā)酵操作方法，加厚發(fā)酵物料層，連續(xù)進(jìn)出物料，物料在發(fā)酵床層轉(zhuǎn)換中翻動(dòng)，實(shí)現(xiàn)固體耗氧 發(fā)酵的連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)。一套發(fā)酵裝置，可實(shí)現(xiàn)多種類(lèi)型的固體發(fā)酵生產(chǎn)。
[0020]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明基于薄層自控靜態(tài)固體發(fā)酵集成優(yōu)化方法及其裝置能解決現(xiàn)有耗氧靜態(tài)固體發(fā)酵規(guī)模小，工業(yè)化程度低問(wèn)題。具有發(fā)酵菌菌絲不易斷裂，生長(zhǎng)良好，特別有利于產(chǎn)酶、酶解類(lèi)的固體發(fā)酵；突破薄層靜態(tài)固體發(fā)酵規(guī)?；款i、工業(yè)規(guī)?；潭雀?，設(shè)備投資少、生產(chǎn)效率高。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明薄層自控靜態(tài)固體發(fā)酵集成優(yōu)化裝置的工藝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明中板帶式發(fā)酵床的側(cè)視剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明中螺旋鋪料機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明中螺旋鋪料機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中標(biāo)記:離心式加濕器1，初效空氣過(guò)濾器2，，中效空氣過(guò)濾器3，空調(diào)器4，風(fēng)機(jī)5，進(jìn)氣高效空氣過(guò)濾器6-1，排氣高效空氣過(guò)濾器6-2，活頁(yè)門(mén)7，配氣管8，發(fā)酵室9，移動(dòng)式滅菌接種罐10，螺旋鋪料機(jī)11，刮料控制板12，板帶式發(fā)酵床13，變頻電機(jī)14，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪15，板帶驅(qū)動(dòng)齒輪16，物料進(jìn)口塑料球閥17-1，物料出口塑料球閥17-2，板帶傳動(dòng)膠輪18，固體發(fā)酵物料19，板帶支撐滾筒20，板帶傳動(dòng)膠輪軸承座21，板帶發(fā)酵床支撐框架22。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明基于薄層自控靜態(tài)固體發(fā)酵集成優(yōu)化方法是將已滅菌、接種的固體發(fā)酵物料一次性薄層敷料于無(wú)菌發(fā)酵室內(nèi)的多層式可移動(dòng)板帶發(fā)酵床上，然后根據(jù)不同發(fā)酵的階段要求，適時(shí)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)無(wú)菌空氣量、溫度和濕度進(jìn)行固體發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)全程即時(shí)最佳發(fā)酵。待固體物料完成發(fā)酵全過(guò)程后，啟動(dòng)多層可移動(dòng)板帶發(fā)酵床的驅(qū)動(dòng)裝置將物料移出發(fā)酵室，然后進(jìn)行產(chǎn)品后處理。所述自動(dòng)控制調(diào)節(jié)無(wú)菌空氣量、溫度和濕度是通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入無(wú)菌發(fā)酵室的無(wú)菌空氣溫度、濕度和氣量并使之以層流狀態(tài)緩緩流過(guò)發(fā)酵物料表面進(jìn)行傳質(zhì)傳熱過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所述的發(fā)酵床是可移動(dòng)的不銹鋼波紋板帶式發(fā)酵床；所述的不銹鋼波紋板帶是單面有波紋，移動(dòng)時(shí)帶有波紋的板面與板帶膠輪接觸，板帶光面承接發(fā)酵物料；所述的可移動(dòng)是通過(guò)板帶傳動(dòng)膠輪和與之連接的板帶驅(qū)動(dòng)齒輪、電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪和變頻電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0027]如圖1、圖2所示，本發(fā)明基于薄層自控靜態(tài)固體發(fā)酵的集成優(yōu)化方法的裝置包括無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、移動(dòng)式滅菌接種罐10、螺旋鋪料機(jī)11、可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床13、發(fā)酵室9及發(fā)酵室9的進(jìn)排氣高效空氣過(guò)濾器6-1、-2，排氣高效空氣過(guò)濾器6-2的室外方向安裝有一個(gè)活頁(yè)門(mén)7。其活頁(yè)門(mén)7在發(fā)酵室9滅菌和可移動(dòng)板帶發(fā)酵床出料時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，其他時(shí)間處于開(kāi)放狀態(tài)。
[0028]所述的無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)由離心式加濕器1、初效空氣過(guò)濾器2、中效空氣過(guò)濾器
3、空調(diào)器4、風(fēng)機(jī)5、進(jìn)氣高效空氣過(guò)濾器6-1，和配氣管8組成。
[0029]所述的移動(dòng)式滅菌接種罐10為一個(gè)配有行走機(jī)構(gòu)的能耐受一定壓力并帶有攪拌功能的固體發(fā)酵物料19的高溫滅菌、冷卻、接種罐。作為優(yōu)化，所述的耐受的壓力為蒸氣高溫滅菌的常用壓力。
[0030]所述的螺旋鋪料機(jī)11為一個(gè)水平放置的改型螺旋輸送機(jī)，其機(jī)殼體上部為一敞開(kāi)長(zhǎng)條形料斗，其底部一側(cè)間斷開(kāi)有若干個(gè)長(zhǎng)條形鋪料口，并安裝有一刮料控制板12用來(lái)控制鋪料高度；螺旋鋪料機(jī)11的電機(jī)為一變頻電機(jī)，并預(yù)先設(shè)置有正反轉(zhuǎn)自控程序，控制物料在長(zhǎng)形料斗內(nèi)均勻 分布。
[0031]所述可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床13，由用于薄層固體物料發(fā)酵和傳送物料的傳送板帶及該傳送板帶的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，其中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)選用變頻電機(jī)14，以更好地控制傳送板帶的運(yùn)動(dòng)速度；所述板帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由變頻電機(jī)14，變頻電機(jī)14驅(qū)動(dòng)齒輪15，板帶驅(qū)動(dòng)齒輪16和板帶傳動(dòng)膠輪18組成，變頻電機(jī)14與發(fā)酵室9地面固定。作為優(yōu)化，所述的板帶式發(fā)酵床13為可移動(dòng)不銹鋼波紋板帶，其單面有波紋，移動(dòng)時(shí)帶有波紋的板面與板帶傳動(dòng)膠輪18接觸，板帶光面承接發(fā)酵物料，板帶驅(qū)動(dòng)齒輪16驅(qū)動(dòng)與之固定連接的板帶傳動(dòng)膠輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)板帶式發(fā)酵床13移動(dòng)。板帶傳動(dòng)膠輪18通過(guò)板帶傳動(dòng)膠輪軸承座21固定在板帶發(fā)酵床支撐框架22上，板帶式發(fā)酵床13的板帶支撐滾筒20通過(guò)其軸承座固定在板帶發(fā)酵床支撐框架22上。
[0032]作為優(yōu)化，所述的可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床13為在垂直方向上依次布置的第一發(fā)酵床層、第二發(fā)酵床層、第三發(fā)酵床層至第N發(fā)酵床層，其中第一發(fā)酵床層的輸入端用于承接鋪料口下落的物料，第二發(fā)酵床層的輸入端用于承接第一發(fā)酵床層的輸出端下落的物料，如此類(lèi)推第三發(fā)酵床層至第N發(fā)酵床層的移動(dòng)傳送狀態(tài)布置。
[0033]作為優(yōu)化，所述發(fā)酵室9為無(wú)菌發(fā)酵室9。
[0034]其工作方式如下:
[0035]首先按常規(guī)方法對(duì)發(fā)酵室9滅菌，并用無(wú)菌空氣置換，然后按我們申請(qǐng)的專(zhuān)利方法(申請(qǐng)?zhí)?0121011792.8)，即將固體發(fā)酵物料19置于移動(dòng)式滅菌接種罐10中，進(jìn)行配料、調(diào)濕、滅菌、冷卻、接種。物料接種后，移動(dòng)移動(dòng)式滅菌接種罐10至發(fā)酵室9上方的物料進(jìn)口塑料球閥17-1處，通過(guò)波紋連接短管與塑料球閥17-1連接，并用蒸汽對(duì)波紋連接短管滅菌。然后，開(kāi)通移動(dòng)式滅菌罐10的出口和發(fā)酵室9進(jìn)口塑料球閥17-1，并啟動(dòng)移動(dòng)式滅菌罐攪拌電機(jī)，將接種發(fā)酵物料逐步移入螺旋鋪料機(jī)11的長(zhǎng)條形料斗中，開(kāi)啟螺旋鋪料機(jī)11并調(diào)節(jié)刮料控制板12與可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床13的相對(duì)高度來(lái)控制菌株固體發(fā)酵物料19所要求厚度，對(duì)板帶式發(fā)酵床13鋪料。同時(shí)啟動(dòng)變頻電機(jī)14，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪15和板帶驅(qū)動(dòng)齒輪16驅(qū)動(dòng)板帶傳動(dòng)膠輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)板帶式發(fā)酵床13向前移動(dòng)，依次完成第一發(fā)酵床層至第N發(fā)酵床層的整體鋪料過(guò)程。鋪料完成后關(guān)閉塑料球閥17-1。
[0036]在可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床13整體鋪料完成后，依次啟動(dòng)無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的離心式加濕器1、初效空氣過(guò)濾器2、中效空氣過(guò)濾器3、空調(diào)器4、風(fēng)機(jī)5、進(jìn)氣高效空氣過(guò)濾器6-1，根據(jù)物料發(fā)酵的階段要求，將適時(shí)自控調(diào)節(jié)無(wú)菌空氣氣量、溫度和濕度后的無(wú)菌空氣通過(guò)配氣管8進(jìn)入可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床13表面的固體發(fā)酵物料19上方，實(shí)現(xiàn)固體發(fā)酵物料19不同發(fā)酵階段的全過(guò)程即時(shí)調(diào)控，達(dá)到全程即時(shí)最佳發(fā)酵。具有一定溫度和濕度的適量無(wú)菌空氣緩緩流過(guò)發(fā)酵物料表面進(jìn)行傳質(zhì)傳熱過(guò)程，待物料完成固體發(fā)酵全過(guò)程后，關(guān)閉發(fā)酵室9的排氣高效空氣過(guò)濾器6-2的室外活頁(yè)門(mén)7并保持發(fā)酵室9正壓狀態(tài)，啟動(dòng)變頻電機(jī)14，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪15和板帶驅(qū)動(dòng)齒輪16驅(qū)動(dòng)板帶傳動(dòng)膠輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)板帶式發(fā)酵床13向前移動(dòng)出料，并通過(guò)物料出口塑料球閥17-2將發(fā)酵完成物料移出發(fā)酵室9。在完成發(fā)酵物料全部移出發(fā)酵室9后，關(guān)閉物料出口塑料球閥17-2和開(kāi)啟發(fā)酵室9的排氣高效空氣過(guò)濾器6-2的室外活頁(yè)門(mén)7后，便可開(kāi)始下一批物料的發(fā)酵操作。
【權(quán)利要求】
1.一種薄層自控靜態(tài)固體發(fā)酵集成優(yōu)化方法，其特征在于將已滅菌、接種的固體發(fā)酵物料一次性薄層敷料于無(wú)菌發(fā)酵室內(nèi)的多層式可移動(dòng)板帶發(fā)酵床上，然后根據(jù)不同發(fā)酵階段自動(dòng)控制調(diào)節(jié)無(wú)菌空氣量、溫度和濕度進(jìn)行固體發(fā)酵，待固體物料完成發(fā)酵全過(guò)程后，啟動(dòng)多層可移動(dòng)板帶發(fā)酵床的驅(qū)動(dòng)裝置將物料移出發(fā)酵室，然后進(jìn)行產(chǎn)品后處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所述自動(dòng)控制調(diào)節(jié)無(wú)菌空氣量、溫度和濕度是通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入無(wú)菌發(fā)酵室的無(wú)菌空氣溫度、濕度和氣量并使之以層流狀態(tài)緩緩流過(guò)發(fā)酵物料表面進(jìn)行傳質(zhì)傳熱過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
3.用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的裝置，其特征在于包括無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、移動(dòng)式滅接種菌罐、螺旋鋪料機(jī)、多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床和無(wú)菌發(fā)酵室；其中多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床位于發(fā)酵室中心承載發(fā)酵物料，無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)向發(fā)酵室提供無(wú)菌空氣和自動(dòng)控制調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)酵室的無(wú)菌空氣量、溫度和濕度，移動(dòng)式滅菌接種罐向發(fā)酵室投料，螺旋鋪料機(jī)用于承接投進(jìn)發(fā)酵室的發(fā)酵物料、并向多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床進(jìn)行薄層布料。具體可以是包括無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、移動(dòng)式滅接種菌罐、螺旋鋪料機(jī)、多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床和發(fā)酵室；其中多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床固裝在發(fā)酵室中心、發(fā)酵室配裝無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、移動(dòng)式滅菌接種罐通過(guò)投料管與發(fā)酵室頂部投料口相連、向多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床進(jìn)行薄層布料的螺旋鋪料機(jī)位于發(fā)酵室頂部投 料口與多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于所述無(wú)菌空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)由加濕器、初效空氣過(guò)濾器、中效空氣過(guò)濾器、空調(diào)器、風(fēng)機(jī)、進(jìn)氣高效空氣過(guò)濾器、排氣高效空氣過(guò)濾器和配氣管組成；其中配氣管將來(lái)自氣源的無(wú)菌空氣分配輸送向所述多層可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床的各層可移動(dòng)板帶的上方空間，排氣高效空氣過(guò)濾器位于配氣管的相對(duì)側(cè)向外排氣，配氣管向外依次連接另一組高效空氣過(guò)濾器、風(fēng)機(jī)、配裝空調(diào)器和加濕器的中效空氣過(guò)濾器及初效空氣過(guò)濾器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于所述空調(diào)器對(duì)流經(jīng)中效空氣過(guò)濾器的空氣進(jìn)行調(diào)溫，所述加濕器對(duì)流經(jīng)初效空氣過(guò)濾器的空氣進(jìn)行增濕，所述配氣管的出氣口數(shù)量與可移動(dòng)板帶的層數(shù)相同，每個(gè)配氣管出氣口都分別與相對(duì)層可移動(dòng)板帶上物料上方空氣流動(dòng)空間相對(duì)應(yīng)，配置在發(fā)酵室另一側(cè)的一組高效空氣過(guò)濾器位于發(fā)酵室側(cè)壁的中上部，使無(wú)菌空氣以層流狀態(tài)緩緩流過(guò)發(fā)酵物料表面進(jìn)行傳質(zhì)傳熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于所述移動(dòng)式滅菌接種罐為一個(gè)配有行走機(jī)構(gòu)的能耐受蒸氣滅菌常用壓力并帶有攪拌功能的固體發(fā)酵物料的蒸氣高溫滅菌冷卻接種罐。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于所述螺旋鋪料機(jī)為一個(gè)水平放置的改型螺旋輸送機(jī)，其機(jī)殼體上部為一敞開(kāi)長(zhǎng)條形料斗，其底部一側(cè)間斷開(kāi)有與可移動(dòng)板帶上面鋪料幅寬相配合的若干個(gè)長(zhǎng)條形鋪料口，并在物料前進(jìn)方向一側(cè)安裝有一用來(lái)控制鋪料高度的刮料控制板；其機(jī)殼體中心配置預(yù)先設(shè)置有正反轉(zhuǎn)自控程序的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺旋鋪料機(jī)，控制物料在長(zhǎng)條形料斗內(nèi)均勻分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于所述可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床由用于薄層固體物料發(fā)酵和傳送物料的傳送板帶及板帶傳動(dòng)膠輪、板帶支撐滾筒和該傳送板帶的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述裝置，其特征在于所述可移動(dòng)板帶式發(fā)酵床為在垂直方向上依次布置的第一發(fā)酵床層、第二發(fā)酵床層、第三發(fā)酵床層至第N發(fā)酵床層，其中第一發(fā)酵床層的輸入端用于承接鋪料口下落的物料，第二發(fā)酵床層的輸入端用于承接第一發(fā)酵床層的輸出端下落的物料，第三發(fā)酵床層的輸入端用于承接承接第二發(fā)酵床層的輸出端下落的物料，如此類(lèi)推第四發(fā)酵床層至第N發(fā)酵床的移動(dòng)傳送狀態(tài)布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述裝置，其特征在于所述板帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由依次驅(qū)動(dòng)的變頻電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪和與板帶傳動(dòng)膠輪同軸的板帶驅(qū)動(dòng)齒輪組成，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)板帶驅(qū)動(dòng)齒輪的方式是電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)最低層一個(gè)板帶驅(qū)動(dòng)齒輪，該板帶驅(qū)動(dòng)齒輪和其它板帶驅(qū)動(dòng)齒輪再自下至上依次逐級(jí)驅(qū)動(dòng)；所述板帶為不銹鋼傳送板帶，其單面有波紋，移動(dòng)時(shí)帶有波紋的板面與板帶傳動(dòng)膠輪接觸，板帶光面承接發(fā)酵物料；所述第一發(fā)酵床層至第N發(fā)酵床層自上至下，向右向左交替錯(cuò)落分布。
【文檔編號(hào)】C12M1/36GK103966084SQ201310032264
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月29日
【發(fā)明者】徐少云 申請(qǐng)人:徐少云