CN110810129A - 一种用于食用菌栽培料的发酵设备及发酵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发酵设备及发酵方法，尤其涉及一种用于食用菌栽培料的发酵设备及发酵方法，属于农业机械技术领域。本发明的结构包括横置于机架上的发酵罐，所述机架上设有发酵罐支撑装置以及驱动发酵罐旋转的电机，所述发酵罐的两端密封前、后罐盖，所述前罐盖的入口端连接集料箱，所述集料箱的箱体外部设有压力传感器、震动器以及用于驱动位于集料箱顶部的入口盖板开合的伺服电动机缸;所述发酵罐的内部固定管道，所述发酵罐的内壁沿轴向分布连续的螺旋搅龙，通过上述装置的各部件相互配合，可以实现高效的发酵食用菌栽培料，提高栽培料的质量，进而提高食用菌的产量。
Description
技术领域
本发明涉及一种发酵设备及发酵方法，尤其涉及一种用于食用菌栽培料的发酵设备及发酵方法，属于农业机械技术领域。
背景技术
食用菌栽培料发酵培养料处理是食用菌栽培工艺中的重中之重，是栽培成败、产量高低的关键所在。最早,人们栽培蘑菇，采用自然发酵处理的培养料，往往由于发酵不彻底，致使有益菌不能得到充分繁殖，而造成杂菌污染严重。后来，将培养料移入密闭的菇房（棚）内，通入蒸汽，通过人工控制温度，减少了杂菌的污染。但这种方法费工、费时、耗能，成本增加，效益低下。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的栽培料发酵效果不佳影响蘑菇产量的缺陷，提出一种用于食用菌栽培料的发酵设备及发酵方法，提高作为“土壤”的栽培料的质量，进而提高食用菌产量。
本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种用于食用菌栽培料的发酵设备,包括横置于机架上的发酵罐，所述机架上设有发酵罐支撑装置以及驱动发酵罐旋转的电机，所述发酵罐的两端密封前、后罐盖，所述前罐盖的入口端连接集料箱，所述集料箱的箱体外部设有压力传感器、震动器以及用于驱动位于集料箱顶部的入口盖板开合的伺服电动机缸;所述发酵罐的内部固定管道，所述发酵罐的内壁沿轴向分布连续的螺旋搅龙，螺旋搅龙叶片之间的发酵罐内壁具有与搅龙叶片位置垂直的刮板，所述罐体内设有温湿度传感器以及CO2浓度传感器；所述发酵罐的后罐盖上具有出料口；所述发酵罐的外部具有周向布置的传动齿轮，所述传动齿轮与电机驱动的驱动齿轮啮合。控制系统与管道入口阀门连接，实现整个发酵过程温湿度等控制。
所述螺旋搅龙还可以是另一种结构，所述发酵罐的内壁沿轴向分布断续的螺旋搅龙，所述螺旋搅龙之间相互衔接。因为连续式螺旋搅龙效率低、效果较差，在轴向对物料负荷大，物料不能及时排除可能损坏电机，断续式搅龙效果较好。
所述罐体与两端机架上箍环有一定间隙，通过密封圈密封，罐体和箍环对应位置分别开有两处密封槽，密封圈卡在槽中，实现接触式滑动密封。
所述管道分为通风管道、通湿管道，所述通风管道固定于两端罐盖底部，并与前罐盖外部的风机连接，所述通湿管道固定于两端罐盖上部，所述通风管道与通湿管道在罐体内呈三角形排布，穿过前罐盖连通至后罐盖并固定。
所述通风管道和所述通湿管道上设有均布的孔，所述孔位于管体表面，孔上安装高压喷嘴,用于实现防阻塞的效果。
本发明的发酵罐体外接废气回收装置，所述通风管道与罐体外的废气回收装置连接，所述废气回收装置包括与罐体连通的废气喷淋反应装置，与所述废气喷淋反应装置连通的废气低温水洗装置。
所述外部控制系统分为三个部分，分别是传感器参数采集部分、参数分析与控制处理核心部分以及执行机构部分，温湿度传感器以及CO2浓度传感器从发酵罐内采集相关参数，并把参数数据传送给主控制芯片，经由主控制芯片对采集到的实际数据进行分析，与预设值进行对比，并根据分析结果及相关控制逻辑选择相应的执行机构对制定的环境参数进行调控。
本发明进一步提供采用带有废气回收的发酵罐体的发酵方法，包括以下步骤：
第一步、将食用菌栽培料投入发酵罐，加水、搅拌进行预发酵，保持通气状态,搅拌至温度大于45℃，预发酵完成；
第二步、对预发酵完成的食用菌栽培料进行巴氏灭菌；
第三步、将灭菌完成的食用菌栽培料进行控温发酵，停止加热至温度小于45℃，通气至温度达到46-53℃，保持3-5天后完成发酵；
第四步、将发酵完成的食用菌经过通风排氨气，温度降至30℃时出料。
具体是：第一步、在食用菌栽培料投入发酵罐之前启动电机带动罐体顺时针转动，通过铲车将栽培料投入投入集料箱，集料箱内的压力传感器接收信号，启动震动器与伺服电动缸，入口盖板打开，食用菌栽培料落入发酵罐中，此时罐体内轴向分布的螺旋搅龙和刮板带动食用菌栽培料往后罐盖处移动和上下翻转，便于前端盖处的培养料往后移动,此时，通过外部的通风管道将外界空气输入，保证发酵过程中的充足的氧气，并启动进风系统，将发酵所需的氧气送入罐体内,当所述食用菌栽培料到达后罐盖处时，待集料箱内无栽培料后震动器与入口盖板关闭，进行预发酵；第二步、巴氏灭菌时，保持温度上升至大于55℃时通入蒸汽至58-62℃，保持8-10小时，灭菌完成；第三步、关闭进风系统，先自然升温发酵，通过发酵室内的CO2传感器检测浓度变化,当氧气低于设定值时，风机通过通风管道向罐体内通氧，促使微生物增殖产热，发酵完成；第四步、通风后，废气喷淋反应装置与废气低温水洗装置启动，将罐体内的氨气引出制成氨水，电机驱动发酵罐体逆时针旋转，将食用菌栽培料发酵推出出料口。
本发明通过上述装置的各部件相互配合，可以实现高效的发酵食用菌栽培料。食用菌栽培料在发酵罐处理后，发酵料呈暗褐色，无氨气,有料香，料内由均匀的白色放线菌菌落且疏松，经过测试，发酵料含水率在65%左右，pH在7.0-7.5之间。为高质量栽培料的标准化提供可靠依据。
附图说明
图1 为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为图1的后视图。
图3为图1中罐体的结构示意图。
图4为罐体和机架连接处的结构示意图。
图5为前罐盖处结构示意图。
图6为本发明另一个实施例的结构示意图。
图7为图1 中控制系统的流程图。
图8为图1中控制系统的电路图。
图中标号1-风机， 2-管道， 3-机架， 4-震动器， 5-物料入口， 6-入口盖板， 7-罐体， 7-1-刮板， 7-2- 传动齿轮， 8-温湿度传感器， 9-螺旋绞龙， 10-CO2浓度传感器，11-废气喷淋反应装置， 12-废气低温水洗装置， 13-驱动齿轮， 14-支撑装置， 15-伺服电动缸， 16前罐盖， 17-控制系统， 18-出料口， 19-后罐盖，20-密封圈， 21-箍环， 22-压力传感器。
具体实施方式
实施例1
本实施例的结构如图1-5所示，包括横置于机架3上的发酵罐，机架3上设有发酵罐支撑装置14以及驱动发酵罐旋转的电机，发酵罐的两端密封前、后罐盖，前罐盖的入口端连接集料箱，集料箱上设有物料入口5，,集料箱的箱体外部设有压力传感器22、震动器4以及用于驱动位于集料箱顶部的入口盖板6开合的伺服电动机缸15;发酵罐的内部固定管道2，发酵罐的内壁沿轴向分布连续的螺旋搅龙9，用以实现栽培料的输送，螺旋搅龙9叶片之间的发酵罐内壁具有与搅龙9叶片位置垂直的刮板7-1，罐体内的管道2上设有温湿度传感器8以及CO2浓度传感器10；发酵罐的后罐盖19上具有出料口18；发酵罐的罐体7外部具有周向布置的传动齿轮7-2，传动齿轮7-2与电机驱动的驱动齿轮13啮合。传感器从发酵罐内采集相关参数，并把参数数据传送给主控制芯片，经由主控制芯片对采集到的实际数据进行分析，与预设值进行对比，并根据分析结果及相关控制逻辑选择相应的执行机构，控制通风通氧管道入口阀门开闭，实现整个发酵过程温湿度等控制。外部控制系统分为三个部分，分别是传感器参数采集部分、参数分析与控制处理核心部分以及执行机构部分，温湿度传感器以及CO2浓度传感器从发酵罐内采集相关参数，并把参数数据传送给主控制芯片，经由主控制芯片对采集到的实际数据进行分析，与预设值进行对比，并根据分析结果及相关控制逻辑选择相应的执行机构对制定的环境参数进行调控,具体流程见图7。罐体7与两端机架上箍环21有一定间隙，通过密封圈20密封，罐体和箍环对应位置分别开有两处密封槽，密封圈卡在槽中，实现接触式滑动密封。管道2分为通风管道、通湿管道，通风管道固定于两端罐盖底部，并与前罐盖外部的风机1连接，通湿管道固定于两端罐盖上部，通风管道与通湿管道在罐体内呈三角形排布，穿过前罐盖连通至后罐盖并固定。通风管道和所述通湿管道上设有均布的孔，孔位于管体表面，孔上安装高压喷嘴。
本实施例的发酵罐体可以外接废气回收装置，通风管道与罐体外的废气回收装置连接，废气回收装置包括与罐体7连通的废气喷淋反应装置11，与废气喷淋反应装置11连通的废气低温水洗装置12。
当发酵罐采用废气回收时，如图7-8所示，其发酵方法包括以下步骤：第一步、在食用菌栽培料投入发酵罐之前启动电机带动罐体顺时针转动，通过铲车将食用菌栽培料投入集料箱, 集料箱内的压力传感器接收信号，启动震动器与伺服电动缸，入口盖板打开，食用菌栽培料落入发酵罐中，加水，此时罐体内轴向分布的螺旋搅龙和刮板带动食用菌栽培料往后罐盖处移动和上下翻转，便于前端盖处的培养料往后移动,此时，通过外部的通风管道将外界空气输入，保证发酵过程中的充足的氧气，并启动进风系统，将发酵所需的氧气送入罐体内,当所述食用菌栽培料到达后罐盖处时，待集料箱内无栽培料后震动器与入口盖板关闭，保持通气状态，搅拌至温度大于45℃，否则继续通气搅拌至满足温度大于45℃的条件，进行预发酵至完成；
第二步、对预发酵完成的食用菌栽培料进行巴氏灭菌，保持温度上升1-2天，直至温度大于55℃时通入蒸汽，使温度保持在58-62℃，否则继续通入蒸汽至温度满足58-62℃，保持8-10小时，灭菌完成；
第三步、将灭菌完成的食用菌栽培料进行控温发酵，停止加热至温度小于45℃，通气至温度达到46-53℃，保持3-5天后完成发酵，主要是关闭进风系统，先自然升温发酵，通过发酵室内的CO2传感器检测浓度变化,当氧气低于设定值时，风机通过通风管道向罐体内通氧，促使微生物增殖产热，发酵完成；
第四步、将发酵完成的食用菌经过通风排氨气，温度降至30℃时出料；在通风后，废气喷淋反应装置与废气低温水洗装置启动，将罐体内的氨气引出制成氨水，电机驱动发酵罐体逆时针旋转，将食用菌栽培料发酵推出出料口。
实施例2
本实施例的结构与实施例一大致相同，发酵方法也相同，如图6所示，a为实施例1中搅龙结构，b为本实施例螺旋搅龙的结构，发酵罐的内壁沿轴向分布断续的螺旋搅龙，螺旋搅龙之间相互衔接，随着罐体转动。该结构不仅可以实现栽培料的输送，还能实现在罐体内不断翻炒搅拌，使栽培料分布更加均匀，有利于发酵。
除上述实施外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于食用菌栽培料的发酵设备,包括横置于机架上的发酵罐，其特征在于：所述机架上设有发酵罐支撑装置以及驱动发酵罐旋转的电机，所述发酵罐的两端密封前、后罐盖，所述前罐盖的入口端连接集料箱，所述集料箱的箱体外部设有压力传感器、震动器以及用于驱动位于集料箱顶部的入口盖板开合的伺服电动机缸;所述发酵罐的内部固定管道，所述发酵罐的内壁沿轴向分布连续的螺旋搅龙，螺旋搅龙叶片之间的发酵罐内壁具有与搅龙叶片位置垂直的刮板，所述罐体内设有温湿度传感器以及CO2浓度传感器；所述发酵罐的后罐盖上具有出料口；所述发酵罐的外部具有周向布置的传动齿轮，所述传动齿轮与电机驱动的驱动齿轮啮合,各传感器与外部控制系统经电信号连接。
2.根据权利要求1所述用于食用菌栽培料的发酵设备，其特征在于：所述发酵罐的内壁沿轴向分布断续的螺旋搅龙，所述螺旋搅龙之间相互衔接。
3.根据权利要求1所述用于食用菌栽培料的发酵设备，其特征在于：所述罐体与两端机架上箍环有一定间隙，通过密封圈密封，罐体和箍环对应位置分别开有两处密封槽，密封圈卡在槽中。
4.根据权利要求1所述用于食用菌栽培料的发酵设备，其特征在于： 所述管道分为通风管道、通湿管道，所述通风管道固定于两端罐盖底部，并与前罐盖外部的风机连接，所述通湿管道固定于两端罐盖上部，所述通风管道与通湿管道在罐体内呈三角形排布，穿过前罐盖连通至后罐盖并固定。
5.根据权利要求4所述用于食用菌栽培料的发酵设备，其特征在于：所述通风管道和所述通湿管道上设有均布的孔，所述孔位于管体表面，孔上安置高压喷嘴。
6.根据权利要求5所述用于食用菌栽培料的发酵设备，其特征在于： 所述通风管道与罐体外的废气回收装置连接，所述废气回收装置包括与罐体连通的废气喷淋反应装置，与所述废气喷淋反应装置连通的废气低温水洗装置。
7.根据权利要求1所述用于食用菌栽培料的发酵设备，其特征在于：所述外部控制系统分为三个部分，分别是传感器参数采集部分、参数分析与控制处理核心部分以及执行机构部分，温湿度传感器以及CO2浓度传感器从发酵罐内采集相关参数，并把参数数据传送给主控制芯片，经由主控制芯片对采集到的实际数据进行分析，与预设值进行对比，并根据分析结果及相关控制逻辑选择相应的执行机构对制定的环境参数进行调控。
8.根据权利要求1所述用于食用菌栽培料的发酵设备的发酵方法，包括以下步骤：
第一步、将食用菌栽培料投入发酵罐，加水、搅拌进行预发酵，保持通气状态,搅拌至温度大于45℃，预发酵完成；
第二步、对预发酵完成的食用菌栽培料进行巴氏灭菌；
第三步、将灭菌完成的食用菌栽培料进行控温发酵，停止加热至温度小于45℃，通气至温度达到46-53℃，保持3-5天后完成发酵；
第四步、将发酵完成的食用菌经过通风排氨气，温度降至30℃时出料。
9.根据权利要求8所述用于食用菌栽培料的发酵设备的发酵方法，其特征在于：第一步、在食用菌栽培料投入发酵罐之前启动电机带动罐体顺时针转动，通过铲车将栽培料投入集料箱，集料箱内的压力传感器接收信号，启动震动器与伺服电动缸，入口盖板打开，食用菌栽培料落入发酵罐中，此时罐体内轴向分布的螺旋搅龙和刮板带动食用菌栽培料往后罐盖处移动和上下翻转，便于前端盖处的培养料往后移动,并通过外部的通风管道将外界空气输入，保证发酵过程中的充足的氧气，并启动进风系统，将发酵所需的氧气送入罐体内,当所述食用菌栽培料到达后罐盖处时，待集料箱内无栽培料后震动器与入口盖板关闭，进行预发酵；第二步、巴氏灭菌时，保持温度上升至大于55℃时通入蒸汽至58-62℃，保持8-10小时，灭菌完成；第三步、关闭进风系统，先自然升温发酵，通过发酵室内的CO2传感器检测浓度变化,当氧气低于设定值时，风机通过通风管道向罐体内通氧，促使微生物增殖产热，发酵完成；第四步、通风后，废气喷淋反应装置与废气低温水洗装置启动，将罐体内的氨气引出制成氨水，电机驱动发酵罐体逆时针旋转，将食用菌栽培料发酵推出出料口。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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