專利名稱：實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微生物固態(tài)發(fā)酵裝置，特別是一種實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型 恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐。
背景技術(shù)：
目前，固態(tài)發(fā)酵以其投資低、無(wú)三廢排放、能耗低、收率高、發(fā) 酵時(shí)間短、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)逐漸替代液態(tài)發(fā)酵，成為食品、制藥等 行業(yè)廣泛應(yīng)用的發(fā)酵方法。特別是在農(nóng)作物廢物開(kāi)發(fā)再利用、工業(yè)廢 料及生活垃圾治理等方面，其優(yōu)勢(shì)則更為突出。在固態(tài)發(fā)酵過(guò)程中精 確控制發(fā)酵罐溫度、濕度以及物料含水量是發(fā)酵設(shè)備最關(guān)鍵技術(shù)之一 ， 而現(xiàn)有的固態(tài)發(fā)酵罐為實(shí)現(xiàn)無(wú)菌發(fā)酵，在固態(tài)發(fā)酵開(kāi)始時(shí)必須對(duì)培養(yǎng)
基物料及罐內(nèi)相連部件進(jìn)行原位12(TC高壓蒸汽滅菌，高壓蒸汽滅菌 會(huì)產(chǎn)生大量蒸汽水，蒸汽水回落至物料則會(huì)導(dǎo)致物料含水量超出限度， 影響發(fā)酵過(guò)程的正常進(jìn)行，現(xiàn)有固態(tài)發(fā)酵罐對(duì)上述現(xiàn)象不具備良好的 預(yù)防措施，對(duì)罐內(nèi)濕度、溫度也不具備良好的調(diào)控功能；另外，工業(yè) 用固態(tài)發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、粗獷，無(wú)法滿足發(fā)酵科研實(shí)驗(yàn)中各參數(shù) 控制精度高，實(shí)時(shí)取樣等需要，因此不具有實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)兼顧的功能。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊 合理，具有良好的溫度、濕度調(diào)控功能的實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固 態(tài)發(fā)酵罐。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐，由立式罐體及上、下 封頭構(gòu)成，罐體外周壁設(shè)置有保溫套，罐體內(nèi)設(shè)置有物料托放裝置、 攪拌裝置、送風(fēng)裝置、霧化噴嘴，上封頭制有接菌口，其特征在于 物料托放裝置為一同軸托置于罐體內(nèi)的筒狀物料圓屜，在物料圓屜內(nèi) 豎直設(shè)置有一組電熱管，在罐體內(nèi)物料圓屜下方設(shè)置有水平環(huán)狀送風(fēng) 管，該送風(fēng)管與設(shè)置于物料圓屜下部的霧化噴嘴的供氣管路共同連接 于一立管，該立管連接于一外供氣源，在立管與外供氣源之間連接有 一加溫水罐，霧化噴嘴的供液管路連接于該加溫水罐的一出水口。而且，所述的加溫水罐為一雙夾套式水罐，雙夾套之間設(shè)置有電 熱管，加溫水罐的進(jìn)水口連通于自來(lái)水管，加溫水罐的另一出水口連 接于罐體外周壁的保溫套的進(jìn)水口。
而且，所述的上封頭縱向插裝有一端部位于物料圓屜上方的抽濕管。
而且，在上封頭內(nèi)壁面固裝一罩于物料圓屜上部的錐形導(dǎo)流罩， 在該導(dǎo)流罩表面均布制有多個(gè)朝外部下方開(kāi)口的導(dǎo)流孔。
而且，所述的立管通過(guò)三通管連接外供氣源及一外蒸汽發(fā)生器。
而且，在下封頭中心同軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝一由外電機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌立軸， 該攪拌立軸穿過(guò)物料圓屜至其上部，在該攪拌立軸上端部水平固裝一 下部間隔設(shè)置有縱向曲棍的攪拌撥叉。
而且，所述的攪拌立軸端部還固裝有一散菌錐體，該散菌錐體底 部邊緣呈"阿基米德螺線"形。
而且，所述的上封頭縱向插裝有端部位于物料圓屜內(nèi)部靠近內(nèi)壁 處的取樣管，該取樣管可連接于一引風(fēng)機(jī)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
1. 本固態(tài)發(fā)酵罐采用在罐體內(nèi)設(shè)置物料圓屜，在物料圓屜中豎直 設(shè)置物料烘干電熱管的方式，在進(jìn)行高溫蒸汽滅菌的步驟之前，先對(duì) 物料進(jìn)行超前預(yù)加熱，當(dāng)罐體內(nèi)及物料的溫度達(dá)到90。C時(shí)再引入120
'C高壓蒸汽進(jìn)行滅菌，此時(shí)溫差不大，產(chǎn)生的水分會(huì)少90%，從而可
大大減小物料的含水量，保證固態(tài)發(fā)酵的效率及品質(zhì)。
2. 本固態(tài)發(fā)酵罐采用在物料圓屜下方設(shè)置環(huán)形送風(fēng)管以及霧化噴 嘴，送風(fēng)管以及霧化噴嘴的供氣管路共同連接于一立管，該立管連通 于一可調(diào)溫的加溫水罐內(nèi)部，因此可隨時(shí)對(duì)發(fā)酵罐罐體內(nèi)輸送所需溫 度的干燥壓縮空氣、汽霧，同時(shí)向保溫套輸送所需溫度的水，并且還 可通過(guò)抽濕管根據(jù)需要進(jìn)行抽濕，由此實(shí)現(xiàn)發(fā)酵罐罐體內(nèi)溫度、濕度 的恒定。
3. 本固態(tài)發(fā)酵罐上封頭內(nèi)壁面固裝一罩于物料圓屜上部的錐形導(dǎo) 流罩，在該導(dǎo)流罩表面均布制有多個(gè)朝外部下方開(kāi)口的導(dǎo)流孔，在發(fā) 酵過(guò)程中罐體內(nèi)形成的水蒸汽在導(dǎo)流罩內(nèi)壁面凝結(jié)成水滴后可沿罩體 內(nèi)表面下流，并順導(dǎo)流孔流至導(dǎo)流罩外表面，隨后流入罐體底部進(jìn)行 排除，可起到物料防水作用，進(jìn)一步減少物料含水量。
4. 本固態(tài)發(fā)酵罐的攪拌裝置為由攪拌立軸驅(qū)動(dòng)的間隔制有縱向曲棍的攪拌撥叉，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)慢速疏理式攪拌，在保證供 氧充足的前提下避免對(duì)絲狀真菌的破壞，同時(shí)保證物料處于正常發(fā)酵 條件及狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在恒溫、恒濕條件下解決物料粘連問(wèn)題。
5. 本固態(tài)發(fā)酵罐設(shè)置有取樣管，可根據(jù)時(shí)間及其它參數(shù)條件隨時(shí) 進(jìn)行取樣檢測(cè)，因此更加便于發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用。
6. 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，可有效降低固態(tài)發(fā) 酵反應(yīng)中物料含水量，保持罐體內(nèi)溫度、濕度的恒定，實(shí)現(xiàn)各個(gè)參數(shù) 的精確控制，并可隨時(shí)取樣檢測(cè)，不僅適用于固態(tài)發(fā)酵的生產(chǎn)應(yīng)用同 時(shí)也適用于發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中使用。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只 是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
一種實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐，由立式罐體10及上封 頭9、下封頭13構(gòu)成，罐體由不銹鋼板材制成，罐體外周壁設(shè)置有保 溫套39。罐體上端用罐蓋法蘭40作為密封口將上封頭與罐體固裝， 下封頭焊接于罐體下端，下封頭底部均布設(shè)置有支腿15，用于支撐整 個(gè)罐體。
罐體內(nèi)設(shè)置有物料托放裝置，該物料托放裝置為一筒狀物料圓屜 35，其可采用不銹鋼薄板制成，其底面及周身沖有若干小孔，便于通 氣之用，物料圓屜同軸托置于罐體內(nèi)中部位置，直徑略小于罐體內(nèi)徑， 在清理物料時(shí)可從罐中取出。在物料圓屜內(nèi)豎直設(shè)置有一組電熱管37， 電熱管均與設(shè)置在下封頭上的電熱管接線座20相連，將電熱管的導(dǎo)線 引至罐體外，用接插件與電源連接，本實(shí)施例中電熱管在物料圓屜的 不等半徑處分布設(shè)置有四個(gè)，其可實(shí)現(xiàn)對(duì)物料圓屜中物料進(jìn)行均勻預(yù)加熱。
罐體內(nèi)還設(shè)置有攪拌裝置，其具體結(jié)構(gòu)形式為在下封頭中心點(diǎn)
處焊有套筒法蘭部件18，套筒伸入罐體內(nèi)并裝有軸瓦12機(jī)械密封件 11。法蘭用于固裝外電機(jī)19，該電機(jī)為調(diào)速電機(jī)，其輸出軸驅(qū)動(dòng)攪拌 立軸36，該攪拌立軸穿過(guò)物料圓屜至其上部，在該攪拌立軸上端部水 平固裝一下部間隔設(shè)置有縱向曲棍38的攪拌撥叉，攪拌撥叉隨攪拌立 軸一起旋轉(zhuǎn)對(duì)物料進(jìn)行正反轉(zhuǎn)慢動(dòng)均勻疏理式攪拌，這樣攪拌不會(huì)使物料之間粘連、不會(huì)攪毀絲狀真菌、不會(huì)破壞物料發(fā)酵狀態(tài)。曲棍與 加熱管位于徑向不等徑處，以免在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與加熱管碰觸。攪拌立
軸上端還固裝有一散菌錐體42，其底邊加工成"阿基米德螺線"形狀，
隨攪拌立軸一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)接種時(shí)，經(jīng)接菌口噴灑在散菌錐體上的種子 液在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下散開(kāi)的面積會(huì)更大，實(shí)現(xiàn)均勻地與物料混合。 罐體內(nèi)還設(shè)置有送風(fēng)裝置，該送風(fēng)裝置為設(shè)置于物料圓屜下方的
水平環(huán)狀送風(fēng)管34，送風(fēng)管上均布制有若干微孔，該送風(fēng)管與設(shè)置于 物料圓屜下部的霧化噴嘴32的供氣管路22共同連接于一立管33。立 管與一設(shè)置于罐體外部的加溫水罐29相連接，該加溫水罐為一雙夾套 式水罐，水罐中心為與立管相連通的內(nèi)套管30，雙夾套內(nèi)均充滿水， 雙夾套之間設(shè)置有電熱管28，加溫水罐的進(jìn)水口連通于自來(lái)水管26， 霧化噴嘴的供液管路21連接于加溫水罐的一出水口，加溫水罐的另一 出水口通過(guò)管路31連接于罐體外周壁的保溫套的進(jìn)水口。加溫水罐的 內(nèi)套管下端經(jīng)三通24通過(guò)手動(dòng)閥空壓機(jī)管道25連接至空氣壓縮機(jī)27 (即外供氣源)，經(jīng)手動(dòng)閥蒸汽管道23連接至蒸汽發(fā)生器(圖中未示 出)。加溫水罐各管道連接好后在傳感器和電控系統(tǒng)控制下向蒸發(fā)罐 保溫套內(nèi)輸送所需溫度的水，向蒸發(fā)罐內(nèi)輸送所需溫度的干燥壓縮空 氣或汽霧。上封頭縱向插裝有一端部位于物料圓屜上方的電磁閥抽濕 管道6，當(dāng)外接風(fēng)機(jī)時(shí)可進(jìn)行強(qiáng)行抽濕，由此實(shí)現(xiàn)恒溫、恒濕控制作 用。
在蒸發(fā)罐上封頭內(nèi)壁面固裝一罩于物料圓屜上部的錐形導(dǎo)流罩 41，其可由不銹鋼薄板制成，導(dǎo)流罩頂部與接菌口 4對(duì)應(yīng)連通。在該 導(dǎo)流罩表面均布制有多個(gè)朝外部下方開(kāi)口的導(dǎo)流孔43。導(dǎo)流罩底部口 直徑略小于大罐內(nèi)徑。當(dāng)由蒸汽凝結(jié)形成的水滴沿導(dǎo)流罩內(nèi)表面下流 時(shí)，可沿導(dǎo)流孔流至其外表面，然后流入罐體底部排除，從而起到物 料防水作用。上封頭縱向插裝有端部位于物料圓屜內(nèi)部靠近內(nèi)壁處的 手動(dòng)閥取樣管8，當(dāng)外接風(fēng)機(jī)(圖中未示出)可實(shí)時(shí)抽出物料進(jìn)行取
另外，上封頭還設(shè)置有有保險(xiǎn)閥5、壓力表3，維持發(fā)酵罐內(nèi)壓為 O.lMpa，另裝有電磁閥過(guò)濾器排氣管2，可實(shí)現(xiàn)自然排氣，排氣管因 設(shè)置有滅菌過(guò)濾器(膜材料)而不會(huì)染菌。上封頭同時(shí)還設(shè)置有采用 鋼化玻璃材料制成的觀察視窗口 1。在上封頭中心點(diǎn)處即罐體中軸線 對(duì)應(yīng)位置裝有手動(dòng)閥接菌口，可借助火焰進(jìn)行防染菌接種操作。上封頭還裝有具有耐高溫防水性能的照明燈7。下封頭安裝有溫度傳感器
16、濕度傳感器14。通過(guò)電控線路可對(duì)傳感器進(jìn)行設(shè)定或測(cè)定以便控 制罐體內(nèi)溫、濕度。下封頭還裝有電磁閥過(guò)濾器排水管17，能自然排 水，其因有滅菌過(guò)濾器(膜材料)而不會(huì)染菌。
權(quán)利要求1.一種實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐，由立式罐體及上、下封頭構(gòu)成，罐體外周壁設(shè)置有保溫套，罐體內(nèi)設(shè)置有物料托放裝置、攪拌裝置、送風(fēng)裝置、霧化噴嘴，上封頭制有接菌口，其特征在于物料托放裝置為一同軸托置于罐體內(nèi)的筒狀物料圓屜，在物料圓屜內(nèi)豎直設(shè)置有一組電熱管，在罐體內(nèi)物料圓屜下方設(shè)置有水平環(huán)狀送風(fēng)管，該送風(fēng)管與設(shè)置于物料圓屜下部的霧化噴嘴的供氣管路共同連接于一立管，該立管連接于一外供氣源，在立管與外供氣源之間連接有一加溫水罐，霧化噴嘴的供液管路連接于該加溫水罐的一出水口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐，其 特征在于所述的加溫水罐為一雙夾套式水罐，雙夾套之間設(shè)置有電熱 管，加溫水罐的進(jìn)水口連通于自來(lái)水管，加溫水罐的另一出水口連接于 罐體外周壁的保溫套的進(jìn)水口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐，其 特征在于所述的上封頭縱向插裝有一端部位于物料圓屜上方的抽濕 管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐，其 特征在于在上封頭內(nèi)壁面固裝一罩于物料圓屜上部的錐形導(dǎo)流罩，在 該導(dǎo)流罩表面均布制有多個(gè)朝外部下方開(kāi)口的導(dǎo)流孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐，其 特征在于所述的立管通過(guò)三通管連接外供氣源及一外蒸汽發(fā)生器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐，其 特征在于在下封頭中心同軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝一由外電機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌立軸，該 攪拌立軸穿過(guò)物料圓屜至其上部，在該攪拌立軸上端部水平固裝一下部 間隔設(shè)置有縱向曲棍的攪拌撥叉。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐，其 特征在于所述的攪拌立軸端部還固裝有一散菌錐體，該散菌錐體底部 邊緣呈"阿基米德螺線"形。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐，其 特征在于所述的上封頭縱向插裝有端部位于物料圓屜內(nèi)部靠近內(nèi)壁處 的取樣管，該取樣管可連接于一引風(fēng)機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)型恒溫、恒濕固態(tài)發(fā)酵罐，在其罐體內(nèi)設(shè)置有物料托放裝置、攪拌裝置、送風(fēng)裝置、霧化噴嘴，上封頭制有接菌口，其中物料托放裝置為一同軸托置于罐體內(nèi)的筒狀物料圓屜，在物料圓屜內(nèi)豎直設(shè)置有一組電熱管，在罐體內(nèi)物料圓屜下方設(shè)置有水平環(huán)狀送風(fēng)管，該送風(fēng)管與設(shè)置于物料圓屜下部的霧化噴嘴的供氣管路共同連接于一立管，該立管連接于一外供氣源，在立管與外供氣源之間連接有一加溫水罐，霧化噴嘴的供液管路連接于該加溫水罐的一出水口。本實(shí)用新型可有效降低固態(tài)發(fā)酵中物料含水量，保持罐體內(nèi)溫度、濕度的恒定，實(shí)現(xiàn)各個(gè)參數(shù)的精確控制，并可隨時(shí)取樣檢測(cè)，適用于固態(tài)發(fā)酵的生產(chǎn)及實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)C12M1/00GK201358245SQ2009200956
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者張漢良, 楊玉良, 趙孝慶, 陳文東 申請(qǐng)人:天津市食品加工工程中心