CN104982896B - 一体式自动化小型种曲机及其菌种培养方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种一体式自动化小型种曲机及其菌种培养方法，种曲机包括培养罐、种曲小车、接种装置和喷雾装置，培养罐为卧式的筒形罐体结构，种曲小车设于培养罐内部，培养罐一端设有快开门，与快开门相对的培养罐另一端设置接种装置，种曲小车与接种装置相接的一侧设有菌种扩散器，快开门上设有风机，喷雾装置设于培养罐的侧壁上；其菌种培养方法包括依次进行的原料处理、蒸料、接种和种曲培养。使用本一体式自动化小型种曲机及其菌种培养方法进行种曲生产，可大大提升了产能，并且降低了生产成本，提高了经济效益。

Description

一体式自动化小型种曲机及其菌种培养方法

技术领域

本发明涉及酱油菌种的培养技术领域，特别涉及一种一体式自动化小型种曲机及其菌种培养方法。

背景技术

当今国内大型酱油企业中，关于菌种的扩大培养，传统的培养方法是：按照试管种、三角瓶瓶种、大型种曲机、曲池的培养流程逐级进行的。其中，针对三角瓶瓶种的培养工艺，其生产较为繁琐，产能较低，并且需要使用较多培养设备(如三角瓶、培养箱等)，设备成本高，用电成本也较高；而下一级的大型种曲机，从产量来说，每炉产出约110Kg左右的种曲，为了配合其生产进度，在三角瓶瓶种的培养阶段需要大量的培养设备和培养人员，成本相当高。

若直接采用大型种曲机代替三角瓶瓶种阶段的培养，其培养效果并不理想，首先由于其产量过大，难以与后续的培养阶段相匹配；其次，由于不同阶段所需的培养环境也有所不同，对于三角瓶瓶种的培养阶段来说，大型种曲机的培养条件控制相对复杂，内部环境容易出现偏湿的现象，从而引起种曲内部生长不良，影响到种曲的质量，且造成种曲的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种一体式自动化小型种曲机，该种曲机可直接代替三角瓶使用，衔接于试管种和大型种曲机的培养阶段之间，能有效改善种曲质量，提高产能并降低能耗。

本发明的另一目的在于提供一种上述一体式自动化小型种曲机的菌种培养方法。

本发明的技术方案为：一种一体式自动化小型种曲机，包括培养罐、种曲小车、接种装置和喷雾装置，培养罐为卧式的筒形罐体结构，种曲小车设于培养罐内部，培养罐一端设有快开门，与快开门相对的培养罐另一端设置接种装置，种曲小车与接种装置相接的一侧设有菌种扩散器，快开门上设有风机，喷雾装置设于培养罐的侧壁上。另外，根据设备的实际需要，培养罐的罐体上还可设有压力表、视镜、温度感应器、压缩气入口、排水口和相应的各管道阀门等部件。

所述种曲小车为箱体状结构，种曲小车的前后2个侧面开放，种曲小车的上下左右4个侧面封闭；种曲小车内设有多个曲料盘，各曲料盘由上至下逐层叠置于种曲小车内。将种曲小车设计为该结构，使其前后两侧面开通，其他各侧面封闭，能与风机的出风口贴合并在培养罐内形成循环，使接种的孢子粉可均匀分布于各曲料盘上，并且避免喷雾装置产生的雾气从其他方位接触种曲，防止偏湿，从而保证种曲内部的生长情况良好。

作为一种优选方案，所述种曲小车内设有10个曲料盘，各曲料盘分别为不锈钢网盘。

所述菌种扩散器为放射状结构，菌种扩散器的前端面形状与种曲小车的后侧面形状相同，菌种扩散器的后端与接种装置连接。菌种扩散器的使用，结合风机的驱动以及种曲小车的结构，可使菌种(即孢子粉)的分布更均匀。

作为一种优选方案，所述种曲小车的数量为2个，各种曲小车底部为平面结构，培养罐内设有放置种曲小车用的轨道，2个种曲小车通过轨道呈前后并排式置于培养罐中；2个小车并排后，位于最前端的侧面与快开门上的风机相接，位于最后端的侧面与菌种扩散器相接。2个种曲小车配合培养罐形成小型种曲机，其产量一般为5～6公斤，可较好地配合下一阶段大型种曲机的使用，减少原料的浪费。

所述培养罐的侧壁和快开门的门体上均设有夹层，各夹层分别通过夹层加水口和夹层出水口外接用于调节罐体温度的循环水系统；

培养罐的底部设有蒸汽进口和冷凝水出口，并通过蒸汽进口外接蒸汽加热系统；

培养罐内设有温度探针；

其中，循环水系统及蒸汽加热系统均可采用相应的传统设备。

所述培养罐的侧壁设有喷雾口，喷雾口处通过管道与喷雾装置连接；喷雾装置可采用传统喷雾装置，在实践中，与设于培养罐顶部或底部的结构相比较，将喷雾口设于培养罐的侧壁，并结合快开门上的风机作用，可使雾气的分散更均匀，有效防止培养罐被局部偏湿而影响种曲生长的现象；

快开门的内侧壁设有风机，风机的驱动组件设于快开门的外壁上，风机出口处设有变径器，变径器为放射状结构，变径器的端面与种曲小车相接触；变径器的使用，可使风机的风量均匀分配到种曲小车的各层曲料盘上，更好地配合喷雾装置及接种装置使用。

所述培养罐上与快开门相对的一端设有种曲进口，种曲进口位于培养罐内的一端与菌种扩散器连接，种曲进口位于培养罐外的一端通过管道与接种装置连接；接种装置包括接种器、接种阀和气源机构，气源机构、接种器、接种阀和种曲进口通过管道依次连接。其中，组成接种装置的各部件均采用传统结构的相应部件即可。

本一体式自动化小型种曲机直接代替三角瓶瓶种培养装置使用，省去大量的三角瓶及培养箱等设备。使用时，其原理是：先将原料铺设于种曲小车中，然后放入培养罐内，关闭快开门，使培养罐内形成密封的空间，经过蒸汽加热、灭菌及降温后，然后通过接种装置放入菌种，通过风机和菌种扩散器的配合，使其均匀分散到种曲小车的各曲料盘中，通过喷雾装置适时向培养罐中喷入雾气，并通过风机均匀分散雾气，使培养罐内具有一定的湿度；整个种曲培养过程中，通过循环水系统调节培养罐内的温度，保持合适的温度，有利于种曲的生长。

上述一体式自动化小型种曲机的菌种培养方法，包括以下步骤：

(1)原料处理：将原料混合均匀，平铺于种曲小车的各个曲料盘中；铺设完成后，在其中一个种曲小车的后侧面上挂设菌种扩散器，然后将种曲小车推入培养罐中，并将温度探针插入曲料中，关闭快开门；

(2)蒸料：排出培养罐内的水，调整培养罐内的温度和压力，进行排假压，然后通过蒸汽加热系统向培养罐内通入蒸汽，控制培养罐内的压力为0.1MPa，保压15～25min；蒸料完成后，排去蒸汽，并通过循环水系统对培养罐进行降温；

(3)接种：原料温度控制在33～35℃，在接种装置中放入孢子粉，通过接种装置将孢子粉吹入培养罐内，并通过菌种扩散器和快开门上风机的作用，将孢子粉均匀吹入各曲料盘中；

(4)种曲培养：培养过程保持常压，通过喷雾装置对培养罐内的培养环境进行加湿，通过循环水系统调节培养罐内的温度，培养72h即可，该过程中，温度和湿度可实时调节，保持在适当的范围值内。

所述步骤(2)中，调整培养罐内的温度和压力，进行排假压时，具体的操作过程为：

(2-1)先打开蒸汽加热系统中的排汽阀，向培养罐中通入蒸汽，待升温至80～90℃，关闭排汽阀，加压至0.1MPa；

(2-2)然后关闭蒸汽加热系统中的蒸汽阀，排假压至0MPa；

(2-3)重复步骤(2-1)至(2-2)三次，再通过蒸汽加热系统向培养罐内通入蒸汽，直到培养罐内的压力达到0.1MPa；

所述步骤(4)中，喷雾装置对培养罐内的培养环境进行加湿时，喷雾装置通过喷雾口向培养罐中喷入雾气，然后通过快开门上的风机驱动，使雾气在培养罐中形成循环，带动雾气进入各曲料盘中。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本一体式自动化小型种曲机是在传统大型种曲机的基础上进行改进，结合三角瓶瓶种培养阶段的特点，在培养罐上设置用于与接种装置相连接的接种口，同时设置菌种扩散器，结合快开门上的风机，在简化种曲机结构的同时，可有效改善种曲的生长情况，提高生产效率。另外，本种曲机直接代替三角瓶瓶种培养阶段的相关设备使用，其结构紧凑、产能高，可有效降低种曲培养的成本；该种曲机的每炉的产量为5～6公斤，可较好地配合下一阶段大型种曲机的使用，减少原料的浪费。

本一体式自动化小型种曲机，在密封罐体中实现了灭菌、降温、接种、培养的过程，使种曲能在一个合适、稳定的环境生长，制得的种曲孢子多、酶活力高、感官良好，达到了代替三角瓶瓶种的技术要求；使用本一体式自动化小型种曲机及其菌种培养方法进行种曲生产，可大大提升了产能，并且降低了生产成本，提高了经济效益。

附图说明

图1为本一体式自动化小型种曲机的结构示意图。

图2为图1的A-A向视图。

图3为图1中B方向上快开门打开时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例一种一体式自动化小型种曲机，如图1～3所示，包括培养罐1、种曲小车2、接种装置(图中未示出)和喷雾装置(图中未示出)，培养罐为卧式的筒形罐体结构，种曲小车设于培养罐内部，培养罐一端设有快开门3，与快开门相对的培养罐另一端设置接种装置，种曲小车与接种装置相接的一侧设有菌种扩散器4，快开门上设有风机5，喷雾装置设于培养罐的侧壁上。另外，根据设备的实际需要，培养罐的罐体上还可设有压力表、视镜、温度感应器、压缩气入口(用于外接压缩气系统)、排水口和相应的各管道阀门等部件。

种曲小车为箱体状结构，种曲小车的前后2个侧面开放，种曲小车的上下左右4个侧面封闭；如图3所示，种曲小车内设有多个曲料盘2-1，各曲料盘由上至下逐层叠置于种曲小车内。将种曲小车设计为该结构，使其前后两侧面开通，其他各侧面封闭，能与风机的出风口贴合并在培养罐内形成循环，使接种的孢子粉可均匀分布于各曲料盘上，并且避免喷雾装置产生的雾气从其他方位接触种曲，防止偏湿，从而保证种曲内部的生长情况良好。

本实施例中，种曲小车内设有10个曲料盘，各曲料盘分别为不锈钢网盘。

如图2所示，菌种扩散器为放射状结构，菌种扩散器的前端面形状与种曲小车的后侧面形状相同，菌种扩散器的后端与接种装置连接。菌种扩散器的使用，结合风机的驱动以及种曲小车的结构，可使菌种(即孢子粉)的分布更均匀。

种曲小车的数量为2个，各种曲小车底部为平面结构，培养罐内设有放置种曲小车用的轨道，2个种曲小车通过轨道呈前后并排式置于培养罐中；2个小车并排后，位于最前端的侧面与快开门上的风机相接，位于最后端的侧面与菌种扩散器相接。2个种曲小车配合培养罐形成小型种曲机，其产量一般为5～6公斤，可较好地配合下一阶段大型种曲机的使用，减少原料的浪费。

培养罐的侧壁和快开门的门体上均设有夹层，各夹层分别通过夹层加水口6和夹层出水口7外接用于调节罐体温度的循环水系统；

培养罐的底部设有蒸汽进口8和冷凝水出口9，并通过蒸汽进口外接蒸汽加热系统；

培养罐内设有温度探针；

其中，压缩气系统、循环水系统及蒸汽加热系统均可采用相应的传统设备。也可进行如下设置：压缩气系统和循环水系统均设有二级过滤器，有效过滤空气、水中的杂质和细菌；循环水系统设有独立的加热管和冷水机，用于调节水温，满足种曲培养的温度需求。

如图1所示，培养罐的侧壁设有喷雾口10，喷雾口处通过管道与喷雾装置连接；喷雾装置可采用传统喷雾装置，在实践中，与设于培养罐顶部或底部的结构相比较，将喷雾口设于培养罐的侧壁，并结合快开门上的风机作用，可使雾气的分散更均匀，有效防止培养罐被局部偏湿而影响种曲生长的现象；

快开门的内侧壁设有风机，风机的驱动组件设于快开门的外壁上，风机出口处设有变径器11，变径器为放射状结构，变径器的端面与种曲小车相接触；变径器的使用，可使风机的风量均匀分配到种曲小车的各层曲料盘上，更好地配合喷雾装置及接种装置使用。

培养罐上与快开门相对的一端设有种曲进口12，种曲进口位于培养罐内的一端与菌种扩散器连接，种曲进口位于培养罐外的一端通过管道与接种装置连接；接种装置包括接种器、接种阀和气源机构，气源机构、接种器、接种阀和种曲进口通过管道依次连接。其中，组成接种装置的各部件均采用传统结构的相应部件即可。

上述结构的自动化小型种曲机中，与种曲机连接的所有水管均安装单向阀，避免水的倒流，并采用电磁阀控制排气和排水，提高自动化程度；培养罐的快开门上设有自锁装置，当培养罐压力较大时，快开门无法打开，可保证操作者的作业安全。

本一体式自动化小型种曲机直接代替三角瓶瓶种培养装置使用，省去大量的三角瓶及培养箱等设备。使用时，其原理是：先将原料铺设于种曲小车中，然后放入培养罐内，关闭快开门，使培养罐内形成密封的空间，经过蒸汽加热、灭菌及降温后，然后通过接种装置放入菌种，通过风机和菌种扩散器的配合，使其均匀分散到种曲小车的各曲料盘中，通过喷雾装置适时向培养罐中喷入雾气，并通过风机均匀分散雾气，使培养罐内具有一定的湿度；整个种曲培养过程中，通过循环水系统调节培养罐内的温度，保持合适的温度，有利于种曲的生长。

上述一体式自动化小型种曲机的菌种培养方法，包括以下步骤：

(1)原料处理：将原料混合均匀，平铺于种曲小车的各个曲料盘中；铺设完成后，在其中一个种曲小车的后侧面上挂设菌种扩散器，然后将种曲小车推入培养罐中，并将温度探针插入曲料中，关闭快开门；

(2)蒸料：排出培养罐内的水，调整培养罐内的温度和压力，进行排假压，然后通过蒸汽加热系统向培养罐内通入蒸汽，控制培养罐内的压力为0.1MPa左右，保压20min；蒸料完成后，排去蒸汽，并通过循环水系统对培养罐进行降温；

其中，调整培养罐内的温度和压力时，具体的操作过程为：

(2-1)先打开蒸汽加热系统中的排汽阀，向培养罐中通入蒸汽，待升温至80～90℃，关闭排汽阀，加压至0.1MPa；

(2-2)然后关闭蒸汽加热系统中的蒸汽阀，排假压至0MPa；

(2-3)重复步骤(2-1)至(2-2)三次，再通过蒸汽加热系统向培养罐内通入蒸汽，直到培养罐内的压力达到0.1MPa；

(3)接种：原料温度控制在33～35℃，在接种装置中放入孢子粉，通过接种装置将孢子粉吹入培养罐内，并通过菌种扩散器和快开门上风机的作用，将孢子粉均匀吹入各曲料盘中；

(4)种曲培养：培养过程保持常压，通过喷雾装置对培养罐内的培养环境进行加湿(具体为：喷雾装置通过喷雾口向培养罐中喷入雾气，然后通过快开门上的风机驱动，使雾气在培养罐中形成循环，带动雾气进入各曲料盘中)，通过循环水系统调节培养罐内的温度，培养72h即可，该过程中，温度和湿度可实时调节，保持在适当的范围值内。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (8)

1.一体式自动化小型种曲机，其特征在于，包括培养罐、种曲小车、接种装置和喷雾装置，培养罐为卧式的筒形罐体结构，种曲小车设于培养罐内部，培养罐一端设有快开门，与快开门相对的培养罐另一端设置接种装置，种曲小车与接种装置相接的一侧设有菌种扩散器，快开门上设有风机，喷雾装置设于培养罐的侧壁上；培养罐上与快开门相对的一端设有种曲进口，种曲进口位于培养罐内的一端与菌种扩散器连接，种曲进口位于培养罐外的一端通过管道与接种装置连接；接种装置包括接种器、接种阀和气源机构，气源机构、接种器、接种阀和种曲进口通过管道依次连接；

种曲小车为箱体状结构，种曲小车的前后2个侧面开放，种曲小车的上下左右4个侧面封闭；种曲小车内设有多个曲料盘，各曲料盘由上至下逐层叠置于种曲小车内。

2.根据权利要求1所述的一体式自动化小型种曲机，其特征在于，所述种曲小车内设有10个曲料盘，各曲料盘分别为不锈钢网盘。

3.根据权利要求1所述的一体式自动化小型种曲机，其特征在于，所述菌种扩散器为放射状结构，菌种扩散器的前端面形状与种曲小车的后侧面形状相同，菌种扩散器的后端与接种装置连接。

4.根据权利要求1所述的一体式自动化小型种曲机，其特征在于，所述种曲小车的数量为2个，各种曲小车底部为平面结构，培养罐内设有放置种曲小车用的轨道，2个种曲小车通过轨道呈前后并排式置于培养罐中；2个小车并排后，位于最前端的侧面与快开门上的风机相接，位于最后端的侧面与菌种扩散器相接。

5.根据权利要求1所述的一体式自动化小型种曲机，其特征在于，所述培养罐的侧壁和快开门的门体上均设有夹层，各夹层分别通过夹层加水口和夹层出水口外接用于调节罐体温度的循环水系统；

培养罐的底部设有蒸汽进口和冷凝水出口，并通过蒸汽进口外接蒸汽加热系统；

培养罐内设有温度探针。

6.根据权利要求1所述的一体式自动化小型种曲机，其特征在于，所述培养罐的侧壁设有喷雾口，喷雾口处通过管道与喷雾装置连接；

快开门的内侧壁设有风机，风机的驱动组件设于快开门的外壁上，风机出口处设有变径器，变径器为放射状结构，变径器的端面与种曲小车相接触。

7.权利要求1-6任一项所述一体式自动化小型种曲机的菌种培养方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)原料处理：将原料混合均匀，平铺于种曲小车的各个曲料盘中；铺设完成后，在其中一个种曲小车的后侧面上挂设菌种扩散器，然后将种曲小车推入培养罐中，并将温度探针插入曲料中，关闭快开门；

(2)蒸料：排出培养罐内的水，调整培养罐内的温度和压力，进行排假压，然后通过蒸汽加热系统向培养罐内通入蒸汽，控制培养罐内的压力为0.1MPa，保压15～25min；蒸料完成后，排去蒸汽，并通过循环水系统对培养罐进行降温；

(3)接种：原料温度控制在33～35℃，在接种装置中放入孢子粉，通过接种装置将孢子粉吹入培养罐内，并通过菌种扩散器和快开门上风机的作用，将孢子粉均匀吹入各曲料盘中；

(4)种曲培养：培养过程保持常压，通过喷雾装置对培养罐内的培养环境进行加湿，通过循环水系统调节培养罐内的温度，培养72h即可。

8.根据权利要求7所述一体式自动化小型种曲机的菌种培养方法，其特征在于，所述步骤(2)中，调整培养罐内的温度和压力，进行排假压时，具体的操作过程为：

(2-1)先打开蒸汽加热系统中的排汽阀，向培养罐中通入蒸汽，待升温至80～90℃，关闭排汽阀，加压至0.1MPa；

(2-2)然后关闭蒸汽加热系统中的蒸汽阀，排假压至0MPa；

(2-3)重复步骤(2-1)至(2-2)三次，再通过蒸汽加热系统向培养罐内通入蒸汽，直到培养罐内的压力达到0.1MPa；

所述步骤(4)中，喷雾装置对培养罐内的培养环境进行加湿时，喷雾装置通过喷雾口向培养罐中喷入雾气，然后通过快开门上的风机驱动，使雾气在培养罐中形成循环，带动雾气进入各曲料盘中。