CN104195032B - 一种微生物固料发酵的设备与工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及－种微生物固料发酵的设备与工艺，其特征是由混料总成、干燥总成、灭菌总成、冷却总成、接种总成、发酵总成、无菌空气制备总成，发酵尾气无菌化总成构成，投入主原料与辅料即可连续自动完成混料、干燥、灭菌、冷却、接种、发酵全过程；在发酵区有无菌供气，无菌喷雾与冷却环节，并有排出尾气无菌化环节。

Description

一种微生物固料发酵的设备与工艺

技术领域

本发明涉及微生物生产领域，特别涉及一种微生物固料发酵的设备与工艺。

背景技术

微生物发酵工艺，分别有釆用液体培养基的液料发酵工艺与釆用固体培养基的固料发酵工艺，又称固态发酵工艺；配合液料发酵工艺，已有定型深层发酵设备；而固料发酵具有设备投资少，生成品不用再提取，干燥，可直接应用，无废水产生的优势，但至今没有连续自动化生产设备与工艺。

发明内容

本发明目的在于提供－种连续自动化微生物固料发酵的设备与工艺。

本发明所述－种连续自动化微生物固料发酵的设备由混料总成、干燥总成、灭菌总成、冷却总成、接种总成、发酵总成、无菌空气制备总成，发酵尾气无菌化总成构成，其特征是混料总成漏斗下出口与干燥总成上进口联接，干燥总成下出口与灭菌总成上进口联接，灭菌总成右出口与冷却总成上进口联接，冷却总成下出口与气压隔离输送器A上进口联接,气压隔离输送器A下出口与接种总成上进口联接,接种总成左出口与发酵总成上进口联接;

无菌空气制备总成左出口与发酵总成下进气口联接;

发酵尾气无菌化总成下进气口与轴流抽风机出风口联接;

混料总成由主原料螺杆定量输送器A、辅料螺杆定量输送器B、混合漏斗构成,螺杆定量输送器与混合漏斗为公知机械结构,主原料螺杆定量输送器A安装在混合漏斗左上方,辅料螺杆定量输送器B安装在混合漏斗右上方;

干燥总成是－台公知结构的常压塔盘干燥机A,由热水源向塔盘供热,常压塔盘干燥机A左上顶有热蒸气排出管A;

灭菌总成是－台公知结构的管道式微波加热器,配公知结构的微波电源;

冷却总成是－台公知结构的真空塔盘干燥机B,由冷水源向塔盘供冷,真空塔盘干燥机B右上顶有排出口,排出口接公知结构的真空获得总成;

真空塔盘干燥机B左下底装有灭菌气体进气管A;

真空塔盘干燥机B下底中央出口与气压隔离输送器A上进口联接;

接种总成是公知机械结构的螺杆定量输送器C,螺杆定量输送器C左上方有菌种进料口;

发酵总成是－台公知结构的常压塔盘干燥机C,常压塔盘干燥机C左上顶有热蒸气排出管C;热蒸气排管C內装有公知结构气压差逆止隔离栅叶;热蒸气排出管C出口接公知结构的轴流抽风机进风口;

真空塔盘干燥机C下底中央出口与气压隔离输送器B上进口联接

发酵尾气无菌化总成下进气口与轴流抽风机出风口联接;

常压塔盘干燥机C內部左壁上装有公知结构的调节发酵原料含水率的无菌水水雾喷雾器，无菌水水雾喷雾器由公知结构的无菌水源供水；

常压塔盘干燥机C左下底装有灭菌气体进气管B;

无菌空气制备总成结构來自本发明人申请已公开的另－发明专利“一种带微波氧化功能的活性炭纤维毡布过滤设备与方法”（201310051737.1）,“它的设备包括微波腔体，过滤体总成，活性炭纤维毡布过滤件，微波加热总成，其特征是活性炭纤维毡布过滤件安装在过滤体总成腔体内，过滤体总成同轴安装在微波腔体內，微波加热总成的微波发生源安装在微波腔体圆管外壁上”;

发酵尾气无菌化总成结构与无菌空气制备总成结构相同；

利用上述设备微生物固料发酵的工艺如下述:

a)产前设备灭菌,从真空塔盘干燥机B左下底装有灭菌气体进气管A与常压塔盘干燥机C左下底装有灭菌气体进气管B通入公知的气体灭菌剂,对真空塔盘干燥机B与常压塔盘干燥机C进行灭菌;

b)按设计的配比,用螺杆定量输送器A与螺杆定量输送器B将主原料与辅料送入混合漏斗混合;

当有1种以上辅料时,可以将辅料预先混合;

c)混合好原料进入干燥总成,干燥到工艺要求湿度,调节热水源向塔盘供热温度与原料在塔盘停留时间,可调节出口原料湿度;

d)已干燥预加热原料进入灭菌总成,在微波场加热下,迅速升温灭菌,控制馈入微波功率与原料在微波场停留时间,可控制灭菌效果;

e)已灭菌原料进入冷却总成,冷却到适合接种温度,调节冷水源向塔盘供冷温度与原料在塔盘停留时间,并调节抽气速度,在接触传导降温与抽气降压蒸发降温双重作用下,原料迅速降温;

f)已降温原料进入接种总成与从螺杆定量输送器C左上方菌种进料口进入菌种混合;

g)已混合菌种原料进入发酵总成发酵,发酵过程是发热过程,调节冷水源向各个塔盘供冷温度,可调节原料在不同发酵阶段所需要温度,发酵过程是需氧过程,轴流抽风机抽入无菌空气供氧，发酵过程可以通过无菌水水雾喷雾器补充水分;

h)无菌空气由无菌空气制备总成提供,來自本发明人申请己公开的另－发明专利“一种带微波氧化功能的活性炭纤维毡布过滤设备与方法”（201310051737.1）,提供无菌空气制备,“它的使用方法是使流体，流体可以是液体，也可以是气体，通过过滤体总成腔体内活性炭纤维毡布过滤件，流体中杂质，尤其有机物就被活性炭纤维毡布吸附截留，实现流体净化；定期停止从活性炭纤维毡布通过流体，打开微波加热总成电源，导电的活性炭纤维毡布在微波加热下迅速升温，将其所吸附有机物强化氧化降解矿化；定时关闭微波加热总成电源，完成脱附再生后的活性炭纤维毡布过滤件又可重新通过流体过滤”;

i)发酵产生尾气,经发酵尾气无菌化总成无菌化后排出,无菌化工艺与无菌空气制备总成制备无菌空气相同;

j)己发酵好原料从发酵总成气压隔离输送器B下出口送出经常规粉碎,包装成成品。

附图说明

图1是本发明一种微生物固料发酵的设备结构示意图;

图2是本发明一种微生物固料发酵的工艺流程图。

实施方式

以下结合附图对本发明的一种微生物固料发酵的设备结构与工艺作具体说明（但不是对本发明范围的限制）。

如图1所示，本发明的所述－种连续自动化微生物固料发酵的设备由混料总成1、干燥总成2、灭菌总成3、冷却总成4、接种总成5、发酵总成6、无菌空气制备总成7，发酵尾气无菌化总成8构成，其特征是混料总成1漏斗下出口1-4与干燥总成2上进口2-4联接，干燥总成2下出口2-5与灭菌总成3上进口3-2联接，灭菌总成3右出口3-3与冷却总成4上进口4-6联接，冷却总成4下出口4-9与气压隔离输送器A4-5上进口4-8联接,气压隔离输送器A4-5下出口4-7与接种总成5上进口5-3联接,接种总成5左出口5-4与发酵总成6上进口6-6联接;

无菌空气制备总成7左出口7-1与发酵总成6下进气口6-11联接;

发酵尾气无菌化8总成下进气口8-1与轴流抽风机出风口6-15联接

混料总成1由主原料螺杆定量输送器A1-2、辅料螺杆定量输送器B1-3、混合漏斗1-1构成,螺杆定量输送器与混合漏斗为公知机械结构,主原料螺杆定量输送器A1-2安装在混合漏斗1-1左上方,辅料螺杆定量输送器B1-3安装在混合漏斗1-1右上方;

干燥总成2是－台公知结构的常压塔盘干燥机A,由热水源2-2向塔盘2-3供热,常压塔盘干燥机A左上顶有热蒸气排出管A2-1;

灭菌总成3是－台公知结构的管道式微波加热器,配公知结构的微波电源3-1;

冷却总成4是－台公知结构的真空塔盘干燥机B,由冷水源4-2向塔盘4-3供冷,真空塔盘干燥机B右上顶有排出口4-1,排出口4-1接公知结构的真空获得总成;

真空塔盘干燥机B左下底装有灭菌气体进气管A4-4;

真空塔盘干燥机B下底中央出口4-9与气压隔离输送器A4-5上进口4-8联接;

接种总成5是公知机械结构的螺杆定量输送器C,螺杆定量输送器C左上方有菌种进料口5-2;

发酵总成6是－台公知结构的常压塔盘干燥机C,常压塔盘干燥机C左上顶有热蒸气排出管C6-3;热蒸气排管C6-3內装有公知结构气压差逆止隔离栅叶6-2;热蒸气排管C6-3出口6-17接公知结构的轴流抽风机6-1的进风口6-16;

真空塔盘干燥机C下底中央出口6-8与气压隔离输送器B6-10上进口6-9联接

发酵尾气无菌化总成8下进气口8-1与轴流抽风机出风口6-15联接;

常压塔盘干燥机C內部左壁上装有公知结构的调节发酵原料含水率的无菌水水雾喷雾器6-13，无菌水水雾喷雾器由公知结构的无菌水源6-14供水；

常压塔盘干燥机C左下底装有灭菌气体进气管B6-7;

无菌空气制备总成7结构來自本发明人申请己公开的另－发明专利“一种带微波氧化功能的活性炭纤维毡布过滤设备与方法”（201310051737.1）,“它的设备包括微波腔体，过滤体总成，活性炭纤维毡布过滤件，微波加热总成，其特征是活性炭纤维毡布过滤件安装在过滤体总成腔体内，过滤体总成同轴安装在微波腔体內，微波加热总成的微波发生源安装在微波腔体圆管外壁上;”

在本专利说明图1中,活性炭纤维毡布过滤件7-3,微波加热总成7-2,无菌空气制备总成7左出口7-1；

发酵尾气无菌化总成8结构与无菌空气制备总成7结构相同。

如图2所示利用上述设备微生物固料发酵的工艺如下述:

a)产前设备灭菌,从真空塔盘干燥机B左下底装有灭菌气体进气管A4-4与常压塔盘干燥机C左下底装有灭菌气体进气管B6-7通入公知的气体灭菌剂,对真空塔盘干燥机B与常压塔盘干燥机C进行灭菌;

b)按设计的配比,用螺杆定量输送器A1-2与螺杆定量输送器B1-3将主原料与辅料送入混合漏斗混合;

当有1种以上辅料时,可以将辅料预先混合;

c)混合好原料进入干燥总成2,干燥到工艺要求湿度,调节热水源2-2向塔盘2-3供热温度与原料在塔盘2-3停留时间,可调节出口原料湿度;

d)己干燥预加热原料进入灭菌总成3,在微波场加热下,迅速升温灭菌,控制馈入微波功率与原料在微波场停留时间,可控制灭菌效果;

e)己灭菌原料进入冷却总成4,冷却到适合接种温度,调节冷水源4-2向塔盘4-3供冷温度与原料在塔盘4-3停留时间,并调节抽气速度,在接触传导降温与抽气降压蒸发降温双重作用下,原料迅速降温;

f)己降温原料进入接种总成5与从螺杆定量输送器C左上方菌种进料口5-2进入菌种混合;

g)己混合菌种原料进入发酵总成6发酵,发酵过程是发热过程,调节冷水源6-5向各个塔盘6-4供冷温度,可调节原料在不同发酵阶段所需要温度,发酵过程是需氧过程,轴流抽风机6-1抽入无菌空气供氧，发酵过程可以通过无菌水水雾喷雾器6-13补充水分;

h)无菌空气由无菌空气制备总成7提供,來自本发明人申请己公开的另－发明专利“一种带微波氧化功能的活性炭纤维毡布过滤设备与方法”（201310051737.1）,提供无菌空气制备,“它的使用方法是使流体，流体可以是液体，也可以是气体，通过过滤体总成腔体内活性炭纤维毡布过滤件，流体中杂质，尤其有机物就被活性炭纤维毡布吸附截留，实现流体净化；定期停止从活性炭纤维毡布通过流体，打开微波加热总成电源，导电的活性炭纤维毡布在微波加热下迅速升温，将其所吸附有机物强化氧化降解矿化；定时关闭微波加热总成电源，完成脱附再生后的活性炭纤维毡布过滤件又可重新通过流体过滤；”

在本专利说明图1中,活性炭纤维毡布过滤件7-3,微波加热总成7-2,无菌空气制备总成7左出口7-1;

i)发酵产生尾气,经发酵尾气无菌化总成8无菌化后排出,无菌化工艺与无菌空气制备总成制备无菌空气相同;

j)己发酵好原料从发酵总成6气压隔离输送器B6-10下出口6-12送出经常规粉碎,包装成成品。

实施例1

利用猪粪为主原料，木屑袋装生产食用菌后废木屑作辅料，固料发酵生产苏云金芽孢杆菌（Bt），生产工艺条件是主原料与辅料体积比60-70：40-30，干燥后含水率55-60%，发酵时间42-45小时，将猪粪装入主原料螺杆定量输送器A1-2、生产食用菌后废木屑装入辅料螺杆定量输送器B1-3，按本发明述及工艺流程即可完成生产任务。

实施例2

利用白酒酒糟为主原料，豆粕麸皮玉米硫酸铵作辅料，固料发酵生产酵母，酵母生产工艺条件是主原料与辅料干重比白酒酒糟74%，豆粕10%，麸皮5%，玉米10%，硫酸铵1%，含水率55-60%，在28-39℃，发酵48小时，将白酒酒糟装入主原料螺杆定量输送器A1-2，先预混合好的豆粕麸皮玉米硫酸铵作辅料装入辅料螺杆定量输送器B1-3，按本发明述及工艺流程即可完成生产任务。

Claims (2)

1.－种连续自动化微生物固料发酵的设备，由混料总成1、干燥总成2、灭菌总成3、冷却总成4、接种总成5、发酵总成6、无菌空气制备总成7，发酵尾气无菌化总成8构成，其特征是混料总成1漏斗下出口1-4与干燥总成2上进口2-4联接，干燥总成2下出口2-5与灭菌总成3上进口3-2联接，灭菌总成3右出口3-3与冷却总成4上进口4-6联接，冷却总成4下出口4-9与气压隔离输送器A4-5上进口4-8联接,气压隔离输送器A4-5下出口4-7与接种总成5上进口5-3联接,接种总成5左出口5-4与发酵总成6上进口6-6联接;

无菌空气制备总成7左出口7-1与发酵总成6下进气口6-11联接;

发酵尾气无菌化8总成下进气口8-1与轴流抽风机出风口6-15联接；

混料总成1由主原料螺杆定量输送器A1-2、辅料螺杆定量输送器B1-3、混合漏斗1-1构成,螺杆定量输送器与混合漏斗为公知机械结构,主原料螺杆定量输送器A1-2安装在混合漏斗1-1左上方,辅料螺杆定量输送器B1-3安装在混合漏斗1-1右上方;

干燥总成2是－台公知结构的常压塔盘干燥机A,由热水源2-2向塔盘2-3供热,常压塔盘干燥机A左上顶有热蒸气排出管A2-1;

灭菌总成3是－台公知结构的管道式微波加热器,配公知结构的微波电源3-1;

冷却总成4是－台公知结构的真空塔盘干燥机B,由冷水源4-2向塔盘4-3供冷,真空塔盘干燥机B右上顶有排出口4-1,排出口4-1接公知结构的真空获得总成;

真空塔盘干燥机B左下底装有灭菌气体进气管A4-4;

真空塔盘干燥机B下底中央出口4-9与气压隔离输送器A4-5上进口4-8联接;

接种总成5是公知机械结构的螺杆定量输送器C,螺杆定量输送器C左上方有菌种进料口5-2;

发酵总成6是－台公知结构的常压塔盘干燥机C,常压塔盘干燥机C左上顶有热蒸气排出管C6-3;热蒸气排管C6-3內装有公知结构气压差逆止隔离栅叶6-2;热蒸气排管C6-3出口6-17接公知结构的轴流抽风机6-1的进风口6-16;

真空塔盘干燥机C下底中央出口6-8与气压隔离输送器B6-10上进口6-9联接

发酵尾气无菌化总成8下进气口8-1与轴流抽风机出风口6-15联接;

常压塔盘干燥机C內部左壁上装有公知结构的调节发酵原料含水率的无菌水水雾喷雾器6-13，无菌水水雾喷雾器由公知结构的无菌水源6-14供水；

常压塔盘干燥机C左下底装有灭菌气体进气管B6-7;

无菌空气制备总成7，包括微波腔体，过滤体总成，活性炭纤维毡布过滤件，微波加热总成，其中活性炭纤维毡布过滤件安装在过滤体总成腔体内；

发酵尾气无菌化总成8结构与无菌空气制备总成7结构相同。

2.根据权利要求1所述的设备，进行微生物固料发酵的工艺如下述:

a)产前设备灭菌,从真空塔盘干燥机B左下底装有灭菌气体进气管A4-4与常压塔盘干燥机C左下底装有灭菌气体进气管B6-7通入公知的气体灭菌剂,对真空塔盘干燥机B与常压塔盘干燥机C进行灭菌;

b)按设计的配比,用螺杆定量输送器A1-2与螺杆定量输送器B1-3将主原料与辅料送入混合漏斗混合;

c)混合好原料进入干燥总成2,干燥到工艺要求湿度,调节热水源2-2向塔盘2-3供热温度与原料在塔盘2-3停留时间,可调节出口原料湿度;

d)己干燥预加热原料进入灭菌总成3,在微波场加热下,迅速升温灭菌,控制馈入微波功率与原料在微波场停留时间,可控制灭菌效果;

e)己灭菌原料进入冷却总成4,冷却到适合接种温度,调节冷水源4-2向塔盘4-3供冷温度与原料在塔盘4-3停留时间,并调节抽气速度,在接触传导降温与抽气降压蒸发降温双重作用下,原料迅速降温;

f)己降温原料进入接种总成5与从螺杆定量输送器C左上方菌种进料口5-2进入菌种混合;

g)己混合菌种原料进入发酵总成6发酵,发酵过程是发热过程,调节冷水源6-5向各个塔盘6-4供冷温度,可调节原料在不同发酵阶段所需要温度,发酵过程是需氧过程,轴流抽风机6-1抽入无菌空气供氧，发酵过程可以通过无菌水水雾喷雾器6-13补充水分;

h)无菌空气由无菌空气制备总成7提供,

i)发酵产生尾气,经发酵尾气无菌化总成8无菌化后排出,无菌化工艺与无菌空气制备总成制备无菌空气相同;

j)己发酵好原料从发酵总成6气压隔离输送器B6-10下出口6-12送出经常规粉碎,包装成成品。