本實(shí)用新型涉及一種固態(tài)發(fā)酵裝置，屬于生物發(fā)酵機(jī)械加工制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

固體發(fā)酵源于中國(guó)，具有幾千年的悠久歷史。固體發(fā)酵可用于生產(chǎn)生物飼料，生物肥料，生物農(nóng)藥，酶制劑，有機(jī)酸，功能食品等眾多產(chǎn)品，具有生產(chǎn)效率高，設(shè)備投資少，對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。固體發(fā)酵由不溶于水的固體、少量的水分及空氣組成，發(fā)酵過(guò)程微生物產(chǎn)熱導(dǎo)致水分蒸發(fā)或燒曲，使發(fā)酵體系具有氣液固不均勻三相，存在嚴(yán)重的濃度梯度及傳熱、傳質(zhì)困難，這樣很難控制pH、水分、發(fā)酵溫度等，使發(fā)酵產(chǎn)量大大下降。較大規(guī)模的固體發(fā)酵裝置，目前主要有淺盤發(fā)酵，厚層通風(fēng)發(fā)酵池，圓盤式固體發(fā)酵，立式錐形固體發(fā)酵罐等。但淺盤發(fā)酵存在勞動(dòng)量大，接種培養(yǎng)環(huán)節(jié)容易染菌，無(wú)法規(guī)模化生產(chǎn)等缺點(diǎn)；厚層通風(fēng)發(fā)酵池，存在進(jìn)料出料無(wú)法自動(dòng)化，接種及發(fā)酵過(guò)程容易染菌，無(wú)法混合均勻等缺點(diǎn)；圓盤式固體發(fā)酵存在裝料系數(shù)低，混合不均勻，接種困難，出料不干凈等缺點(diǎn)，只有單一的發(fā)酵功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)滅菌、真空低溫干燥等功能；立式錐形固體存在發(fā)酵罐物料混合不均勻，能耗大，接種困難，發(fā)酵過(guò)程中對(duì)物料無(wú)法均勻混合，溫度不均勻等問(wèn)題。現(xiàn)有的固體發(fā)酵設(shè)備存在諸多缺點(diǎn)，使固體發(fā)酵的生產(chǎn)應(yīng)用幾乎處于停滯狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)固體發(fā)酵的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可以對(duì)固體物料發(fā)酵所需的滅菌、冷卻、液體接種、控溫、發(fā)酵、控濕、通氣、真空烘干等功能全部在固體發(fā)酵罐內(nèi)完成，并使固體物料在罐體內(nèi)形成循環(huán)流動(dòng)，克服混合不勻和曲料發(fā)熱的問(wèn)題，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出料且出料干凈完全的多功能固態(tài)發(fā)酵裝置。

本實(shí)用新型的一種固態(tài)發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵罐主體，電機(jī)，內(nèi)套筒、攪拌裝置，水環(huán)真空泵、真空冷卻器和汽水分離器；所述發(fā)酵罐頂部設(shè)置電機(jī)，所述攪拌裝置包括攪拌軸、主攪拌葉和渦槳葉；所述攪拌軸設(shè)置在發(fā)酵罐中軸線處，頂端與電機(jī)連接，底端設(shè)置渦槳葉，渦槳葉上方設(shè)置同軸的主攪拌葉，所述主攪拌葉呈螺旋狀，與內(nèi)套筒的內(nèi)側(cè)壁彈性接觸；所述內(nèi)套筒設(shè)置在發(fā)酵罐主體內(nèi)部，結(jié)構(gòu)為不封頂且不封底的筒狀結(jié)構(gòu)，底部與渦槳葉預(yù)留間隙；所述真空冷卻器、汽水分離器和水環(huán)真空泵依次通過(guò)管道與發(fā)酵罐主體連接。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，所述發(fā)酵罐是頂部和底部為弧形的筒狀罐體結(jié)構(gòu)，發(fā)酵罐主體側(cè)壁與弧形底部連接處所在的平面設(shè)置有孔底層板；所述有孔底層板中央有孔，孔內(nèi)設(shè)置過(guò)濾裝置使氣體可以通過(guò)。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，渦槳葉為三彎渦槳葉，在發(fā)酵罐底部的投影呈將發(fā)酵罐罐體截面三等分的三個(gè)圓弧狀。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，所述攪拌軸頂端插入連接器與電機(jī)連接。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，所述內(nèi)套筒直徑為發(fā)酵罐主體的1/3～1/2，高度為發(fā)酵罐主體的1/2～2/3，所述間隙≤渦槳葉葉片豎直方向的高度。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，內(nèi)套筒沿頂部直徑或沿三等分線設(shè)置鋼絲或片鋼結(jié)構(gòu)將內(nèi)套筒與攪拌軸固定。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，發(fā)酵罐主體頂部與真空冷卻器通過(guò)管道連接，所述管道上還設(shè)置空氣流量計(jì)和排氣閥。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，發(fā)酵罐主體頂部設(shè)置加料口，弧形頂部區(qū)域橫向設(shè)置接種分布管；所述接種分布管一端伸入至發(fā)酵罐主體內(nèi)部，另一端位于發(fā)酵罐主體外部。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，發(fā)酵罐主體側(cè)壁設(shè)置夾套，夾套的上部和下部分別設(shè)置氣/水進(jìn)出口，用于通入或排除冷凝水或熱蒸汽；罐體側(cè)壁上還設(shè)置溫濕度計(jì)，用于監(jiān)測(cè)罐體內(nèi)部的溫度和濕度。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式中，發(fā)酵罐主體的弧形底部設(shè)置通氣口、排氣水口；發(fā)酵罐主體的弧形底部還與液壓器連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)蒸氣在線滅菌，真空干燥，在線溫濕度控制，自動(dòng)出料，從在線滅菌，接種，發(fā)酵，烘干成品一次完成，是一種多功能一體罐，可使固體發(fā)酵所有操作均可在本實(shí)用新型的多功能生物固體發(fā)酵罐中完成，徹底解決了傳統(tǒng)固體發(fā)酵設(shè)備功能單一，易染菌，勞動(dòng)量大，裝料系數(shù)低，無(wú)法控制混合攪拌、溫度、濕度等難題，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本和設(shè)備投資。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。示意圖；1，電機(jī)；2，加料口；3，連接器；4，發(fā)酵罐主體；5，接種分布管；6，保溫夾套；7，夾套氣水進(jìn)出口；8，內(nèi)套筒；9，渦漿葉；10，有孔底層板；11，蒸氣接口；12，排氣水口；13，液壓器；14，主攪拌葉；15，溫濕度計(jì)；16，攪拌軸；17，水環(huán)真空泵；18，真空冷卻器；19，排氣閥；20，空氣流量計(jì)；21，汽水分離器；

圖2為本實(shí)用新型的發(fā)酵罐罐內(nèi)結(jié)構(gòu)俯視圖。

具體實(shí)施方式

為使得本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)且能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型的固態(tài)發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵罐主體4，電機(jī)1，內(nèi)套筒8、攪拌裝置、水環(huán)真空泵17、真空冷卻器18和汽水分離器21，所述發(fā)酵罐是頂部和底部為弧形的筒狀罐體結(jié)構(gòu)，頂部設(shè)置電機(jī)1；所述攪拌裝置包括攪拌軸16、主攪拌葉14和渦槳葉9；所述攪拌軸16設(shè)置在發(fā)酵罐中軸線處，頂端插入連接器3與電機(jī)1連接，底端設(shè)置渦槳葉9，渦槳葉9的葉片為三彎渦槳葉，在發(fā)酵罐底部的投影呈將發(fā)酵罐罐體截面三等分的三個(gè)圓弧狀；渦槳葉9上方設(shè)置同軸的主攪拌葉14，所述主攪拌葉14呈螺旋狀，與內(nèi)套筒8的內(nèi)側(cè)壁彈性接觸；所述內(nèi)套筒8設(shè)置在發(fā)酵罐主體4內(nèi)部，結(jié)構(gòu)為不封頂且不封底的筒狀結(jié)構(gòu)，直徑為發(fā)酵罐主體4的1/3～1/2，高度為發(fā)酵罐主體的1/2～2/3，底部與渦槳葉9預(yù)留間隙；所述間隙≤渦槳葉9葉片豎直方向的高度；內(nèi)套筒8沿頂部直徑或沿三等分線設(shè)置鋼絲或片鋼結(jié)構(gòu)將內(nèi)套筒8與攪拌軸16固定；所述真空冷卻器18、汽水分離器21和水環(huán)真空泵17依次通過(guò)管道與發(fā)酵罐主體4連接。

發(fā)酵罐主體4頂部與真空冷卻器18通過(guò)管道連接，所述真空冷卻器為冷卻塔；所述管道上還設(shè)置空氣流量計(jì)20和排氣閥19；真空冷卻器18前端設(shè)置空氣減壓閥，后端通過(guò)管道和真空汽水分離器21、水環(huán)真空泵17依次連接；所述真空汽水分離器21還可連接真空冷卻塔。發(fā)酵罐主體頂部還設(shè)置加料口2，用于投加物料。接種分布管5橫向設(shè)置在發(fā)酵罐頂部區(qū)域；所述接種分布管5一端伸入至發(fā)酵罐主體4內(nèi)部，深度為筒徑的1/2～2/3，另一端位于發(fā)酵罐主體4外部；伸入發(fā)酵罐主體4內(nèi)部的管壁有孔。

發(fā)酵罐主體4側(cè)壁設(shè)置夾套6，夾套的上部和下部分別設(shè)置氣/水進(jìn)出口7，用于通入或排除冷凝水或熱蒸汽；發(fā)酵罐主體4還在罐體側(cè)壁上設(shè)置溫濕度計(jì)15，用于監(jiān)測(cè)罐體內(nèi)部的溫度和濕度；在頂部設(shè)置正負(fù)壓力表，用于監(jiān)測(cè)罐體內(nèi)部壓力。

發(fā)酵罐主體4的弧形底部設(shè)置通氣口11、排氣水口12，通氣口11、排氣水口12可外接管道，與管道之間采用耐高壓且耐熱的軟管連接。發(fā)酵罐主體4的弧形底部還與液壓器13連接，液壓器13可將發(fā)酵罐主體4的底部圓弧區(qū)域向內(nèi)壓緊，也可將底部圓弧區(qū)域向下打開(kāi)；發(fā)酵罐主體4側(cè)壁與底部圓弧連接處所在的平面設(shè)置有孔底層板10；所述有孔底層板10中央有孔，孔內(nèi)設(shè)置過(guò)濾裝置使氣體可以通過(guò)；所述有孔底層板10可作為發(fā)酵罐主體4的弧形底部的頂蓋，將其與所述弧形底部區(qū)域形成一體結(jié)構(gòu)，向下打開(kāi)，與發(fā)酵罐主體4分離。

本實(shí)用新型的固態(tài)發(fā)酵罐設(shè)計(jì)壓力-1～0.3Mpa，電機(jī)轉(zhuǎn)速0-500r/min，容量為200L。

本實(shí)用新型的工作原理為：起動(dòng)電機(jī)1，控制攪拌裝置工作，并打開(kāi)加料口2進(jìn)行加料，同時(shí)封閉罐體其它與外接連通的孔道，通過(guò)通氣口11向罐體內(nèi)部通入蒸汽，對(duì)罐內(nèi)進(jìn)行高溫滅菌。物料自加料口2進(jìn)入至發(fā)酵罐內(nèi)部，在渦槳葉9的作用下將落入發(fā)酵罐主體4底部的物料向內(nèi)套筒8內(nèi)部推進(jìn)，并隨著主攪拌葉14的攪拌在內(nèi)套筒8里向上運(yùn)動(dòng)，物料運(yùn)動(dòng)至8內(nèi)套筒上方時(shí)向內(nèi)套筒8外部下落，再在渦槳葉9的作用下向內(nèi)套筒8內(nèi)部推進(jìn)，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使物料在發(fā)酵罐主體4內(nèi)上下循環(huán)翻動(dòng)。高溫滅菌結(jié)束后夾套7通入冷卻水對(duì)罐內(nèi)物料進(jìn)行冷卻。冷卻至所需溫度后，由接種分布管5向發(fā)酵罐內(nèi)部進(jìn)種子接種，接種完成后由通氣口11通入無(wú)菌空氣，控制罐壓，根據(jù)空氣流量計(jì)20調(diào)節(jié)流量數(shù)，可以設(shè)定排氣閥19的排氣壓力使之達(dá)到設(shè)定壓力后自動(dòng)排氣，溫濕度計(jì)15用于顯示罐內(nèi)溫濕度，通過(guò)調(diào)節(jié)夾套溫度調(diào)整罐內(nèi)溫度。發(fā)酵結(jié)束后打開(kāi)水環(huán)真空泵17，抽出罐內(nèi)氣體或/并向夾套7通入蒸汽對(duì)罐體加溫干燥物料。真空冷卻器18可將水環(huán)真空泵17抽出的氣體進(jìn)行冷卻，并在汽水分離器21的作用下進(jìn)一步將水、氣分離。出料時(shí)，起動(dòng)液壓器13，打開(kāi)有孔底層板10和發(fā)酵罐底部圓弧區(qū)域形成的罐底結(jié)構(gòu)，使罐體內(nèi)部的物料自動(dòng)下料。

本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)蒸氣滅菌，真空干燥，溫濕度控制，自動(dòng)出料等工序在同一個(gè)發(fā)酵罐內(nèi)部一次完成，是一種多功能一體罐，

本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡是在本實(shí)用新型構(gòu)思的精神和原則之內(nèi)，本領(lǐng)域的專業(yè)人員能夠做出的任何修改、等同替換和改進(jìn)等均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。