CN105639694A - 一种仿生固体发酵生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿生固体发酵生产设备，包括封闭箱体、第一层有氧发酵室、链条式刮板物料输送结构、第二层厌氧发酵室、第三层厌氧发酵室、三级空气过滤系统、自动下料装置、烘干输送装置和烘干机，其特征在于，所述封闭箱体的内部自上而下依次设置第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室，第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室的底部均设置链条式刮板物料输送结构。本发明的仿生固体发酵系统能自动控温、自动控制好氧和厌氧发酵、自动进料和出料、自动消毒、自动清洗、自动检测发酵程度。

Description

一种仿生固体发酵生产设备

技术领域

本发明涉及一种发酵生产设备，具体是一种仿生固体发酵生产设备。

背景技术

饲料，是所有人饲养的动物的食物的总称，比较狭义地一般饲料主要指的是农业或牧业饲养的动物的食物。饲料（Feed）包括大豆、豆粕、玉米、鱼粉、氨基酸、杂粕、添加剂、乳清粉、油脂、肉骨粉、谷物、甜高粱等十余个品种的饲料原料。饲料制作离不开固体发酵。发酵的根本目的，是利用微生物（包括来自于动物胃肠道的同源微生物）产酶，而对食物进行发酵（代谢）、降解其中难于消化的高分子物质，提高食物的消化利用率，从而减少排泄物的量和产生的臭气量，减少对环境的污染。这对缓解粮食紧缺、减轻环境污染意义重大。亿万年的进化，造就了动物胃肠道这个天然的、最直接和最有效的发酵系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿生固体发酵生产设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种仿生固体发酵生产设备，包括封闭箱体、第一层有氧发酵室、链条式刮板物料输送结构、第二层厌氧发酵室、第三层厌氧发酵室、三级空气过滤系统、自动下料装置、烘干输送装置和烘干机，所述封闭箱体的内部自上而下依次设置第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室，第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室的底部均设置链条式刮板物料输送结构；所述第一层有氧发酵室的顶部左侧设置进料口，进料口内设置布料机结构，第一层有氧发酵室内设置翻料装置，通过翻料装置进行翻料，且第一层有氧发酵室的顶部设置三级空气过滤系统，所述第一层有氧发酵室的底部右侧设置自动下料装置，所述第二层厌氧发酵室的底部左侧设置自动下料装置，第三层厌氧发酵室的底部右侧设置自动下料装置，自动下料装置内均设置料封绞龙；所述第三层厌氧发酵室底部右侧的自动下料装置通过烘干输送装置连接烘干机。

作为本发明进一步的方案：所述布料机结构为双向布料绞龙。

作为本发明进一步的方案：所述第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室的内壁上均设置自动消毒清理装置和气体检测装置，所述所述第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室的顶部均设置排气管道，通过排气管道连接抽气装置。

作为本发明进一步的方案：所述自动消毒清理装置为自动压力水清洗装置、紫外消毒装置或消毒剂喷雾装置的结合，自动压力水清洗装置、紫外消毒装置或消毒剂喷雾装置均设置在内壁上。

作为本发明进一步的方案：所述链条式刮板物料输送结构的底部设置冷热水调温系统和温度监控系统，温度监控系统连接控制中心。

作为本发明进一步的方案：所述冷热水调温系统为换热盘管。

作为本发明进一步的方案：所述第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室内设置自动化发酵检测装置，自动化发酵检测装置连接控制中心。

作为本发明进一步的方案：所述进料口通过原料输送装置连接物料混合机的出料口。

作为本发明进一步的方案：所述仿生固体发酵生产设备的具体使用方法为：

（1）有氧发酵，在第一层有氧发酵室内进行，模拟动物的“胃”，第一层有氧发酵室内的链条式刮板物料输送结构送料结构独立运行，且发酵前使用自动消毒清理装置对内部进行清洗和消毒，并打开冷热水调温系统进行预热，其具体使用方法如下：

a、通过物料混合机将菌液和固形物按照（38-50）：100的比例混合配置成接种后的物料，物料经过原料输送装置输送到第一层有氧发酵室最右端的进料口后，经过布料机结构均匀涂布在第一层发酵室内的链条式刮板物料输送结构上，物料混合输送速度与链条式刮板物料输送结构输送物料速度同步，以达到连续式生产；

b、物料经过原料输送装置输送到第一层有氧发酵室的内部并在内缓慢向前移动，边移动边进行好氧发酵，后面物料不断被输送进入第一层有氧发酵室内，进料口和自动下料装置处均有封闭装置进行密封；

c、通过翻料装置每5-10分钟自动翻料一次，通过氧气含量检测仪和三级过滤供气通道保证内部氧气的含量，同时通过温度调节装置和温度传感器配合调节内部发酵温度，保证发酵的环境稳定，同时可以通过排气管道排出多余的氧气、或者发酵产生的气体；

d、物料随刮板移动到第一层最左侧后通过自动下料装置9进入到第二层厌氧发酵室，进行厌氧发酵；

（2）厌氧发酵，在第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室内进行，模拟动物的“肠道”，且第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室内的链条式刮板物料输送结构同步运行，其具体使用方法如下：

a、通过温度调节装置和温度传感器配合调节内部发酵温度，保证发酵的环境稳定（如乳酸菌、粪肠球菌等发酵的温度需要恒定在36±1℃），同时利用氮气和氧气含量检测仪检测氧气含量，同时可以通过排气管道注入惰性气体，必要时利用抽气装置抽气，保证第二层厌氧发酵室4和第三层厌氧发酵室5内无氧。

b、通过内部的自动化发酵检测装置检测成熟度，自动排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的第一层有氧发酵室类似于动物的胃，通过控制系统自动控制热源，产生适合好氧消化菌生长、繁殖和产酶的温度，通过自动控制过滤后的清洁空气的流量和物料翻滚，给微生物生长繁殖提供均匀、足够的氧气。本发明的第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室仿生动物的肠道，通过控制系统自动控制热源，产生适合厌氧消化菌生长、繁殖和产酶的温度，通过测定计算自动控制充填惰性气体（二氧化碳或氮气）的量，造成厌氧环境。最后，通过快速自动检测装置，来检测固体发酵的成熟度，达到合格后转入下道工序。本发明的仿生固体发酵系统能自动控温、自动控制好氧和厌氧发酵、自动进料和出料、自动消毒、自动清洗、自动检测发酵程度。整个物料输送过程封闭、无杂菌，彻底消除了以往箱式或池式发酵容易污染、发酵温度无法控制、好氧和厌氧发酵不稳定的弊病。本发明还能做到无缝连接连续式生产。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为封闭箱体及其内部结构的示意图。

图3为冷热水调温系统的平面示意图。

图4为链条式刮板物料输送结构的平面示意图。

图中：封闭箱体1、第一层有氧发酵室2、链条式刮板物料输送结构3、第二层厌氧发酵室4、第三层厌氧发酵室5、三级空气过滤系统6、翻料装置7、封闭装置8、自动下料装置9、原料输送装置10、自动消毒清理装置11、双向布料绞龙12、物料混合机13、布料机结构、气体检测装置15、冷热水调温系统16、温度监控系统17、烘干输送装置18、控制中心19、烘干机20。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种仿生固体发酵生产设备，包括封闭箱体1、第一层有氧发酵室2、链条式刮板物料输送结构3、第二层厌氧发酵室4、第三层厌氧发酵室5、三级空气过滤系统6、翻料装置7、封闭装置8、自动下料装置9、原料输送装置10、自动消毒清理装置11、双向布料绞龙12、物料混合机13、布料机结构、气体检测装置15、冷热水调温系统16、温度监控系统17、烘干输送装置18、控制中心19和烘干机20，所述封闭箱体1的内部自上而下依次设置第一层有氧发酵室2、第二层厌氧发酵室4和第三层厌氧发酵室5，第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室的底部均设置链条式刮板物料输送结构3；所述第一层有氧发酵室2的顶部左侧设置进料口14，进料口14内设置布料机结构，布料机结构为双向布料绞龙12，进料口14通过原料输送装置10连接物料混合机13的出料口，物料混合机13将原料和菌液混合后通过原料输送装置10输送到第一层有氧发酵室2内，第一层有氧发酵室2内设置翻料装置7，通过翻料装置7进行翻料，保证充分反应发酵，且第一层有氧发酵室2的顶部设置三级空气过滤系统6，通过三级空气过滤系统6为第一层有氧发酵室2内提供纯净的空气，用于有氧发酵，同时避免杂菌进入。

所述第一层有氧发酵室2的底部右侧设置自动下料装置9，自动下料装置9内设置料封绞龙，通过链条式刮板物料输送结构3将第一层有氧发酵室2底部的物料刮送到下料装置9处等待进行下料；所述第二层厌氧发酵室4的底部左侧设置自动下料装置9，第三层厌氧发酵室5的底部右侧设置自动下料装置9；物料在第一层有氧发酵室2经过好氧发酵后经过链条式刮板物料输送结构3的刮板刮到第一层最右边侧后通过自动下料装置9进入第二层厌氧发酵室4的最右侧开始进入厌氧发酵，而后经过刮板输送到第二层厌氧发酵室4最左侧，再经过自动下料装置9进入第三层厌氧发酵室5的最左侧继续进行厌氧发酵，物料再通过刮板输送到第三层厌氧发酵室5的最右侧，物料到达第三层厌氧发酵室5最右侧后通过自动下料装置9被输送出去；所述第三层厌氧发酵室5底部右侧的自动下料装置9通过烘干输送装置18连接烘干机20，通过烘干机20将发酵完成的物料进行烘干，得到干燥的饲料，以便于储存和运输。

所述第一层有氧发酵室2、第二层厌氧发酵室4和第三层厌氧发酵室5的内壁上均设置自动消毒清理装置11和气体检测装置15，其中自动消毒清理装置11可以为自动压力水清洗装置、紫外消毒装置或消毒剂喷雾装置的结合，自动压力水清洗装置、紫外消毒装置或消毒剂喷雾装置均设置在内壁上，所述所述第一层有氧发酵室2、第二层厌氧发酵室4和第三层厌氧发酵室5的顶部均设置排气管道，通过排气管道连接抽气装置，便于排放不用的气体，同时可以通过排气管道注入惰性保护气体。

所述链条式刮板物料输送结构3的底部设置冷热水调温系统16和温度监控系统17，其中冷热水调温系统16可以为换热盘管，通过换热盘管实现冷热水流动，进行热交换，从而升高和降低内部温度，所述温度监控系统17连接控制中心19，便于了解内部温度。

所述第一层有氧发酵室2、第二层厌氧发酵室4和第三层厌氧发酵室5可设置自动化发酵检测装置，自动化发酵检测装置连接控制中心19，检测发酵进度，实现自动控制。

本发明中与物料接触的部分均为不锈钢材质。

所述仿生固体发酵生产设备的具体使用方法为：

（1）有氧发酵，在第一层有氧发酵室2内进行，模拟动物的“胃”，第一层有氧发酵室2内的链条式刮板物料输送结构送料结构3独立运行，且发酵前使用自动消毒清理装置11对内部进行清洗和消毒，并打开冷热水调温系统16进行预热，其具体使用方法如下：

a、通过物料混合机13将菌液和固形物按照（38-50）：100的比例混合配置成接种后的物料，物料经过原料输送装置10输送到第一层有氧发酵室2最右端的进料口14后，经过布料机结构均匀涂布在第一层发酵室内2的链条式刮板物料输送结构3上，物料混合输送速度与链条式刮板物料输送结构3输送物料速度同步，以达到连续式生产；

b、物料经过原料输送装置10输送到第一层有氧发酵室2的内部并在2内缓慢向前移动，边移动边进行好氧发酵，后面物料不断被输送进入第一层有氧发酵室2内，进料口14和自动下料装置9处均有封闭装置8进行密封；

c、通过翻料装置7每5-10分钟自动翻料一次，通过氧气含量检测仪和三级过滤供气通道6保证内部氧气的含量，同时通过温度调节装置和温度传感器配合调节内部发酵温度，保证发酵的环境稳定（如酵母菌、芽孢菌等发酵的温度需要恒定在30±2℃），同时可以通过排气管道排出多余的氧气、或者发酵产生的气体；

d、物料随刮板移动到第一层最左侧后通过自动下料装置9进入到第二层厌氧发酵室4，进行厌氧发酵；

（2）厌氧发酵，在第二层厌氧发酵室4和第三层厌氧发酵室5内进行，模拟动物的“肠道”，且第二层厌氧发酵室4和第三层厌氧发酵室5内的链条式刮板物料输送结构3同步运行，其具体使用方法如下：

a、通过温度调节装置和温度传感器配合调节内部发酵温度，保证发酵的环境稳定（如乳酸菌、粪肠球菌等发酵的温度需要恒定在36±1℃），同时利用氮气和氧气含量检测仪检测氧气含量，同时可以通过排气管道注入惰性气体，必要时利用抽气装置抽气，保证第二层厌氧发酵室4和第三层厌氧发酵室5内无氧。

b、通过内部的自动化发酵检测装置检测成熟度，自动排出，（如检测酸度是否达到pH4.5-5，达到即可排料）。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种仿生固体发酵生产设备，包括封闭箱体、第一层有氧发酵室、链条式刮板物料输送结构、第二层厌氧发酵室、第三层厌氧发酵室、三级空气过滤系统、自动下料装置、烘干输送装置和烘干机，其特征在于，所述封闭箱体的内部自上而下依次设置第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室，第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室的底部均设置链条式刮板物料输送结构；所述第一层有氧发酵室的顶部左侧设置进料口，进料口内设置布料机结构，第一层有氧发酵室内设置翻料装置，通过翻料装置进行翻料，且第一层有氧发酵室的顶部设置三级空气过滤系统，所述第一层有氧发酵室的底部右侧设置自动下料装置，所述第二层厌氧发酵室的底部左侧设置自动下料装置，第三层厌氧发酵室的底部右侧设置自动下料装置，自动下料装置内均设置料封绞龙；所述第三层厌氧发酵室底部右侧的自动下料装置通过烘干输送装置连接烘干机。

2.根据权利要求1所述的一种仿生固体发酵生产设备，其特征在于，所述布料机结构为双向布料绞龙。

3.根据权利要求1所述的一种仿生固体发酵生产设备，其特征在于，所述第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室的内壁上均设置自动消毒清理装置和气体检测装置，所述所述第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室的顶部均设置排气管道，通过排气管道连接抽气装置。

4.根据权利要求3所述的一种仿生固体发酵生产设备，其特征在于，所述自动消毒清理装置为自动压力水清洗装置、紫外消毒装置或消毒剂喷雾装置的结合，自动压力水清洗装置、紫外消毒装置或消毒剂喷雾装置均设置在内壁上。

5.根据权利要求1所述的一种仿生固体发酵生产设备，其特征在于，所述链条式刮板物料输送结构的底部设置冷热水调温系统和温度监控系统，温度监控系统连接控制中心。

6.根据权利要求5所述的一种仿生固体发酵生产设备，其特征在于，所述冷热水调温系统为换热盘管。

7.根据权利要求1所述的一种仿生固体发酵生产设备，其特征在于，述第一层有氧发酵室、第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室内设置自动化发酵检测装置，自动化发酵检测装置连接控制中心。

8.根据权利要求1所述的一种仿生固体发酵生产设备，其特征在于，所述仿生固体发酵生产设备的具体使用方法为：

（1）有氧发酵，在第一层有氧发酵室内进行，模拟动物的“胃”，第一层有氧发酵室内的链条式刮板物料输送结构独立运行，且发酵前使用自动消毒清理装置对内部进行清洗和消毒，并打开冷热水调温系统进行预热，其具体使用方法如下：

a、通过物料混合机将菌液和固形物按照（38-50）：100的比例混合配置成接种后的物料，物料经过原料输送装置输送到第一层有氧发酵室最右端的进料口后，经过布料机结构均匀涂布在第一层发酵室内的链条式刮板物料输送结构上，物料混合输送速度与链条式刮板物料输送结构输送物料速度同步，以达到连续式生产；

b、物料经过原料输送装置输送到第一层有氧发酵室的内部并在内缓慢向前移动，边移动边进行好氧发酵，后面物料不断被输送进入第一层有氧发酵室内，进料口和自动下料装置处均有封闭装置进行密封；

c、通过翻料装置自动翻料，通过氧气含量检测仪和三级过滤供气通道保证内部氧气的含量，同时通过温度调节装置和温度传感器配合调节内部发酵温度，保证发酵的环境稳定，同时可以通过排气管道排出多余的氧气、或者发酵产生的气体；

d、物料随刮板移动到第一层最左侧后通过自动下料装置9进入到第二层厌氧发酵室，进行厌氧发酵；

（2）厌氧发酵，在第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室内进行，模拟动物的“肠道”，且第二层厌氧发酵室和第三层厌氧发酵室内的链条式刮板物料输送结构同步运行，其具体使用方法如下：

a、通过温度调节装置和温度传感器配合调节内部发酵温度，保证发酵的环境稳定（如乳酸菌、粪肠球菌等发酵的温度需要恒定在36±1℃），同时利用氮气和氧气含量检测仪检测氧气含量，同时可以通过排气管道注入惰性气体，必要时利用抽气装置抽气，保证第二层厌氧发酵室4和第三层厌氧发酵室5内无氧；

b、通过内部的自动化发酵检测装置检测成熟度，自动排出。

9.根据权利要求8所述的一种仿生固体发酵生产设备，其特征在于，翻料装置每5-10分钟自动翻料一次。