CN112520436B - 一种固态发酵箱及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种固态发酵箱，包括箱体、搅拌桨与分层板，所述箱体内均布分层板，所述搅拌桨设置在箱体中心，所述搅拌桨上均布搅拌叶，每个所述搅拌叶对应一块分层板，所述分层板上设有闸门开关，最底层的所述分层板下侧设有导向斗，所述导向斗底部连通有储存箱，所述箱体外还包裹有加热装置，所述加热装置一侧设置有数控系统，所述数控系统与加热装置电性连接。相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：通过分层板将箱体内分成多个空间，解决了因为固态物料倒入时间不同而造成的发酵效率下降的技术问题，提升了发酵的效率。

Description

一种固态发酵箱及其使用方法

技术领域

本发明涉及固态发酵技术领域，尤其涉及一种固态发酵箱及其使用方法。

背景技术

固体发酵是指在没有或几乎没有自由流动水存在的状态下，在有一定湿度的水不溶性基质中，通入一定量的氧气，用一种或多种微生物的生物反应过程。近年来，随着生物工程高技术领域产业的发展，使得固体发酵与其他培养方式相比，固体发酵具有如下基本特点：设备能耗低、产出物的产率高、无“三废”排放，易使生产企业实现清洁生产工艺。

为了满足这一制作需要，就产生了固态发酵箱。但在固态发酵箱是实际使用过程中，因各种固态物料会逐次、逐量地被倒入固态发酵箱内，如此先倒入固态发酵箱内的固态物料已经完成发酵，而后倒入固态发酵箱内的固态物料与已经完成发酵的固态物料因为搅拌相互混合后，需要等到后倒入的固态物料也完成发酵之后才能取出使用，从而减缓了固态物料的发酵效率。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种固态发酵箱及其使用方法，其解决了现有技术中存在的因倒入固态物料时间不同而导致的发酵效率的问题。

针对要解决的技术问题，本发明提供了一种固态发酵箱，包括箱体、搅拌桨与分层板，所述箱体内均布分层板，所述搅拌桨设置在箱体中心，所述搅拌桨上均布搅拌叶，每个所述搅拌叶对应一块分层板，所述分层板上设有闸门开关，最底层的所述分层板下侧设有导向斗，所述导向斗底部连通有储存箱，所述箱体外还包裹有加热装置，所述加热装置一侧设置有数控系统，所述数控系统与加热装置电性连接。

优选的，所述箱体为圆柱形，所述箱体顶部中心设置有电机，所述数控系统与电机电性连接，所述搅拌桨穿过箱体与电机传动连接，每个所述搅拌叶都贴在对应的分层板顶面上，所述搅拌叶的截面为直角三角形，所述搅拌叶的斜边朝向搅拌桨的旋转方向。

优选的，所述分层板上设有开口通道，所述闸门开关对正开口通道，所述闸门开关一端与分层板中心铰接，所述分层板底面上铰接有闸门电缸，所述闸门电缸的活塞杆与闸门开关铰接，所述数控系统与闸门电缸电性连接。

优选的，所述分层板与闸门电缸铰接处设有螺纹管，所述闸门电缸上设有铰接孔，所述铰接孔穿过螺纹管，所述螺纹管上固定有防止闸门电缸滑出的固定螺钉。

优选的，所述箱体包括内箱、外箱与箱盖，所述内箱固定在外箱内，所述箱盖设置在内箱与外箱顶部，所述箱盖上周向均布有排气孔，所述内箱与外箱之间留有间隙，所述内箱上均布分层板，所述内箱设有若干圈周向均布的透气孔，每圈所述透气孔对应一块分层板，且所述透气孔设置分层板下侧位置。

优选的，所述加热装置包括加热桶，所述箱体固定在加热桶中心位置，所述加热桶内壁上设有电热丝，所述外箱外部还设有水温感应器；除最底层的所述分层板，其他所述分层板底面上都设有一个箱温感应器，所述箱温感应器、水温感应器与电热丝都电性连接数控系统。

优选的，所述箱体顶部设有箱盖，所述箱盖上周向均布有排气孔，所述箱体设有若干圈周向均布的透气孔，每圈所述透气孔对应一块分层板，且所述透气孔设置分层板下侧位置。

优选的，所述加热装置包括加热桶与热风机，所述热风机设置加热桶底部，所述加热桶外部设有支撑架，所述加热桶内靠近热风机位置设有十字支架，所述箱体固定在十字支架上，所述外箱外部还设有温度感应器；除最底层的所述分层板，其他所述分层板底面上都设有一个箱温感应器，所述箱温感应器、温度感应器与热风机都电性连接数控系统。

优选的，所述箱体与加热桶都采用透明材质，所述导向斗底部与储存箱采用管道连接，所述箱体与加热桶上都设有用于管道通过的穿过孔，所述穿过孔上设有橡胶密封圈。

本发明还提供了一种固态发酵箱的使用方法，包括：

a、倒入固态物料：打开箱盖将固态物料倒入；

b、开始发酵：通过数控系统开启电机，使得搅拌桨开始进行搅拌，数控系统开启加热装置进行工作，同时在数控系统中开启一个计时；

c、第二次倒入固态物料：先通过数控系统打开有固态物料一层的闸门电缸，使得开口通道被打开，让已经发酵过一段时间的固态物料被搅拌叶推入下一层中，然后关闭闸门电缸，使得开口通道关闭，最后再次打开箱盖将新的固态物料倒入，倒入完成后，在数控系统中另开起一个计时；

d、后续倒入固态物料：先通过数控系统自下而上依次打开对应层的闸门电缸，等待最底层的固态物料全部被推入下一层后，关闭该层闸门电缸后，再打开上一层的闸门电缸，全部完成后，打开箱盖将新的固态物料倒入，每次倒入固态物料之后，都需在数控系统中开启一个计时；

e、出料：数控系统的计时到达设定值，对应层的固态物料已经完成发酵，此时数控系统会自动打开该层及该层以下的所有闸门电缸，让发酵好的固态物料被推出，落入导向斗，通过管道进入储存箱内，全部流出后，人工手动关闭该层及该层以下的所有闸门电缸。

本发明的技术原理为：通过分层板在箱体内分成多个空间用于发酵，并采用闸门开关控制每层空间中连通，具体的每一层空间内的固态物料都是一定时间内倒入的，后续的固态物料倒入在另一层空间中，两者不会产生混合。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：通过分层板将箱体内分成多个空间，解决了因为固态物料倒入时间不同而造成的发酵效率下降的技术问题，提升了发酵的效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的固态发酵箱结构示意图；

图2为本发明实施例1和2的固态发酵箱俯视图；

图3为本发明实施例1和2的搅拌叶断面图；

图4为本发明实施例1和2的分层板仰视图；

图5为本发明实施例1和2的分层板剖视图；

图6为本发明实施例1和2的闸门电缸连接结构示意图；

图7为本发明实施例1的箱体结构示意图；

图8为本发明实施例1的数控系统控制示意图；

图9为图1的C部的局部放大图；

图10为本发明实施例2的箱体结构示意图；

图11为本发明实施例2的固态发酵箱结构示意图；

图12为本发明实施例2的数控系统控制示意图；

图13为本发明实施例1的固态发酵箱使用流程图；

图14为本发明实施例2的固态发酵箱使用流程图；

上述附图中，100、箱体；110、内箱；111、透气孔；120、外箱；130、箱盖；131、排气孔；132、翻盖；200、搅拌桨；210、搅拌叶；220、电机；300、分层板；301、开口通道；302、螺纹管；303、固定螺钉；310、闸门开关；311、翻边；320、导向斗；321、储存箱；322、穿过孔；323、橡胶密封圈；330、闸门电缸；331、铰接孔；400、加热装置；410、加热桶；411、电热丝；412、支撑架；413、十字支架；420、水温感应器；430、箱温感应器；440、热风机；450、温度感应器；500、数控系统。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供的固态发酵箱，包括箱体100、搅拌桨200与分层板300；其中箱体100内胶固定有均布的分层板300，搅拌桨200设置在箱体100中心，搅拌桨200上焊接有均布的搅拌叶210，每个搅拌叶210对应一块分层板300，分层板300上设有闸门开关310，最底层的分层板300下侧设置有导向斗320，导向斗320底部管道连通有储存箱321，箱体100外还包裹有加热装置400，加热装置400一侧地面上放置有数控系统500，数控系统500与加热装置400有线连接，使得数控系统500能控制加热装置400工作。

如图1-3所示，箱体100为圆柱形，箱体100顶部中心螺栓固定有电机220，搅拌桨200穿过箱体100与电机220采用联轴器连接，每个搅拌叶210都贴在对应的分层板300顶面上，搅拌叶210的截面为直角三角形，搅拌叶210的斜边朝向搅拌桨200的旋转方向，使得搅拌叶210能将对应分层板300上的固态物料进行充分搅拌，避免了因为部分固态物料紧贴在分层板300上，搅拌不到的问题。

如图4-6所示，所述分层板300上开设有开口通道301，闸门开关310对正开口通道301，使得闸门开关310能遮挡开口通道301使得分层板300上的固态物料无法下落，闸门开关310一端与分层板300中心铰接，具体铰接结构为搅拌桨200穿过分层板300中心与闸门开关310一端；分层板300底面上铰接有闸门电缸330，具体的铰接结构为分层板300与闸门电缸330铰接处焊接固定有螺纹管302，闸门电缸330上开设有铰接孔331，铰接孔331穿过螺纹管302，螺纹管302上螺纹固定有防止闸门电缸330滑出的固定螺钉303；闸门电缸330的活塞杆与闸门开关310另一端铰接，具体的铰接结构为，闸门开关310另一端上一体成型有翻边311，所述翻边311与闸门电缸330的活塞杆采用螺栓铰接。

如图2、7所示，箱体100包括内箱110、外箱120与箱盖130，其中内箱110胶固定在外箱120内，箱盖130设置在内箱110与外箱120顶部，具体的箱盖130与外箱120合页连接，箱盖130上有翻盖132，翻盖132与箱盖130合页连接，具体的箱盖130上周向均布有排气孔131，用于空气流通，内箱110与外箱120之间留有间隙，内箱110上胶固定有均布的分层板300，内箱110开设有若干圈周向均布的透气孔111，每圈透气孔111对应一块分层板300，且透气孔111设置分层板300下侧位置，透气孔111用于下层的空间的空气流通，使得空气可以通过透气孔111与内箱110和外箱120之间的间隙流出，使得内外空气能够流通。

如图1、4所示，加热装置400包括加热桶410，所述箱体100胶固定在加热桶410中心位置，所述加热桶410内壁上胶固定有电热丝411，用于加热，外箱120外部还胶固定有水温感应器420，用于感应水温；除最底层的分层板300，其他分层板300底面上都胶固定有一个箱温感应器430，用于感应每一层空间内的温度。

如图1、8所示，箱温感应器430、水温感应器420与电热丝411都有线连接数控系统500，使得数控系统500控制箱温感应器430、水温感应器420与电热丝411工作；数控系统500与电机220有线连接，使得数控系统500能控制电机220工作；数控系统500与闸门电缸330有线连接，使得数控系统500能控制闸门电缸330工作。

具体控制方法为，数控系统500接收箱温感应器430与水温感应器420的反馈的温度，如果温度超出设定温度就关闭电热丝411，如果温度低于设定温度就打开电热丝411。

如图1、9-10所示，箱体100与加热桶410都采用透明有机玻璃材质，方便观察内部固态物料状况，导向斗320底部与储存箱321采用管道连接，且箱体100与加热桶410上都开设有用于管道通过的穿过孔322，穿过孔322上套有橡胶密封圈323，用于防水，避免加热桶410的水顺着穿过孔322流出。

针对实施例1，如图13所示，本发明还提供了本实施例的固态发酵箱的使用方法，包括：

a、倒入固态物料：打开箱盖130将固态物料倒入。

b、开始发酵：通过数控系统500开启电机220，使得搅拌桨200在电机220的带动下开始进行搅拌，数控系统500开启加热装置400进行工作，同时在数控系统500中开启一个计时。

具体的开启加热装置400前需要先在加热桶410内加满水，并且一旦水因为蒸发减少，就需要加入水，保证加热桶410内处于满水状态，使得电热丝411能加热水，为整个箱体100提供适宜发酵的温度。

c、第二次倒入固态物料：先通过数控系统500打开有固态物料一层的闸门电缸330，使得开口通道301被打开，让已经发酵过一段时间的固态物料被搅拌叶210推入下一层中，因为箱体100与加热桶410都采用透明材质，因此可直接看到固态物料有无被全部推入到下一层中，然后关闭闸门电缸330，使得开口通道301关闭，最后再次打开箱盖130将新的固态物料倒入，倒入完成后，在数控系统500中另开起一个计时。

d、后续倒入固态物料：先通过数控系统500自下而上依次打开对应层的闸门电缸330，等待最底层的固态物料全部被推入下一层后，关闭该层闸门电缸330后，再打开上一层的闸门电缸330，全部完成后，打开箱盖130将新的固态物料倒入，每次倒入固态物料之后，都需在数控系统500中开启一个计时。

e、出料：数控系统500的计时到达设定值，即对应层的固态物料已经完成发酵，此时数控系统500会自动打开该层及该层以下的所有闸门电缸330，让发酵好的固态物料被推出，落入导向斗320，通过管道进入储存箱321内，全部流出后，人工手动关闭该层及该层以下的所有闸门电缸330。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，如图2、10所示，箱体100顶部合页连接有箱盖130，箱盖130上有翻盖132，翻盖132与箱盖130合页连接，箱盖130上开设有周向均布的排气孔131，箱体100开设有若干圈周向均布的透气孔111，每圈透气孔111对应一块分层板300，且透气孔111设置分层板300下侧位置，用于空气流通。

而加热装置400的区别在于，如图4、11所示，加热装置400包括加热桶410与热风机440，其中热风机440设置加热桶410底部，加热桶410外部螺栓连接有支撑架412，让加热桶410悬空，便于热风机440吸风，加热桶410内靠近热风机440位置螺栓固定有十字支架413，箱体100螺栓固定在十字支架413上，外箱120外部还胶固定有温度感应器450；除最底层的分层板300，其他所述分层板300底面上都胶固定有一个箱温感应器430。

如图11-12所示，箱温感应器430、温度感应器450与热风机440都有线连接数控系统500，使得数控系统500能控制箱温感应器430、温度感应器450与热风机440工作。

具体控制方法为，数控系统500接收箱温感应器430与温度感应器450的反馈的温度，如果温度超出设定温度就关闭与热风机440，如果温度低于设定温度就打开与热风机440。

针对实施例2，如图14所示，本发明还提供了本实施例的固态发酵箱的使用方法，包括：

a、倒入固态物料：打开箱盖130将固态物料倒入。

b、开始发酵：通过数控系统500开启电机220，使得搅拌桨200开始进行搅拌，数控系统500开启加热装置400进行工作，同时在数控系统500中开启一个计时。

具体的与实施例1中对比无需加入水直接启动加热装置400的热风机440即可。

c、第二次倒入固态物料：先通过数控系统500打开有固态物料一层的闸门电缸330，使得开口通道301被打开，让已经发酵过一段时间的固态物料被搅拌叶210推入下一层中，然后关闭闸门电缸330，使得开口通道301关闭，最后再次打开箱盖130将新的固态物料倒入，倒入完成后，在数控系统500中另开起一个计时。

d、后续倒入固态物料：先通过数控系统500自下而上依次打开对应层的闸门电缸330，等待最底层的固态物料全部被推入下一层后，关闭该层闸门电缸330后，再打开上一层的闸门电缸330，全部完成后，打开箱盖130将新的固态物料倒入，每次倒入固态物料之后，都需在数控系统500中开启一个计时。

e、出料：数控系统500的计时到达设定值，对应层的固态物料已经完成发酵，此时数控系统500会自动打开该层及该层以下的所有闸门电缸330，让发酵好的固态物料被推出，落入导向斗320，通过管道进入储存箱321内，全部流出后，人工手动关闭该层及该层以下的所有闸门电缸330。

实施例1因为采用水作为加热的介质，因此其温度相对于实施例2更加恒定，实施例2采用热风机440的方式进行加热，其温度波动较大，但热风机440配合透气孔111与排气孔131，使得空气流通更加好。

本实施例中的箱温感应器430、水温感应器420与温度感应器450都采用pt100型号的传感器。

本实施例中的箱温感应器、水温感应器与温度感应器都采用pt100型号的传感器。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种固态发酵箱的使用方法，其特征在于，所述固态发酵箱包括箱体、搅拌桨与分层板，所述箱体内均布分层板，所述搅拌桨设置在箱体中心，所述搅拌桨上均布搅拌叶，每个所述搅拌叶对应一块分层板，所述分层板上设有闸门开关，最底层的所述分层板下侧设有导向斗，所述导向斗底部连通有储存箱，所述箱体外还包裹有加热装置，所述加热装置一侧设置有数控系统，所述数控系统与加热装置电性连接；

所述箱体顶部中心设置有电机，所述数控系统与电机电性连接，所述搅拌桨穿过箱体与电机传动连接；

所述分层板上设有开口通道，所述闸门开关对正开口通道，所述闸门开关一端与分层板中心铰接，所述分层板底面上铰接有闸门电缸，所述闸门电缸的活塞杆与闸门开关铰接，所述数控系统与闸门电缸电性连接；

所述箱体包括内箱、外箱与箱盖，所述内箱固定在外箱内，所述箱盖设置在内箱与外箱顶部；

所述固态发酵箱的使用方法，包括：

a、倒入固态物料：打开箱盖将固态物料倒入；

b、开始发酵：通过数控系统开启电机，使得搅拌桨开始进行搅拌，数控系统开启加热装置进行工作，同时在数控系统中开启一个计时；

c、第二次倒入固态物料：先通过数控系统打开有固态物料一层的闸门电缸，使得开口通道被打开，让已经发酵过一段时间的固态物料被搅拌叶推入下一层中，然后关闭闸门电缸，使得开口通道关闭，最后再次打开箱盖将新的固态物料倒入，倒入完成后，在数控系统中另开起一个计时；

d、后续倒入固态物料：先通过数控系统自下而上依次打开对应层的闸门电缸，等待最底层的固态物料全部被推入下一层后，关闭该层闸门电缸后，再打开上一层的闸门电缸，全部完成后，打开箱盖将新的固态物料倒入，每次倒入固态物料之后，都需在数控系统中开启一个计时；

e、出料：数控系统的计时到达设定值，对应层的固态物料已经完成发酵，此时数控系统会自动打开该层及该层以下的所有闸门电缸，让发酵好的固态物料被推出，落入导向斗，通过管道进入储存箱内，全部流出后，人工手动关闭该层及该层以下的所有闸门电缸。

2.根据权利要求1所述的一种固态发酵箱的使用方法，其特征在于，所述箱体为圆柱形，每个所述搅拌叶都贴在对应的分层板顶面上，所述搅拌叶的截面为直角三角形，所述搅拌叶的斜边朝向搅拌桨的旋转方向。

3.根据权利要求2所述的一种固态发酵箱的使用方法，其特征在于，所述分层板与闸门电缸铰接处设有螺纹管，所述闸门电缸上设有铰接孔，所述铰接孔穿过螺纹管，所述螺纹管上固定有防止闸门电缸滑出的固定螺钉。

4.根据权利要求1所述的一种固态发酵箱的使用方法，其特征在于，所述箱盖上周向均布有排气孔，所述内箱与外箱之间留有间隙，所述内箱上均布分层板，所述内箱设有若干圈周向均布的透气孔，每圈所述透气孔对应一块分层板，且所述透气孔设置分层板下侧位置。

5.根据权利要求4所述的一种固态发酵箱的使用方法，其特征在于，所述加热装置包括加热桶，所述箱体固定在加热桶中心位置，所述加热桶内壁上设有电热丝，所述外箱外部还设有水温感应器；除最底层的所述分层板，其他所述分层板底面上都设有一个箱温感应器，所述箱温感应器、水温感应器与电热丝都电性连接数控系统。

6.根据权利要求1所述的一种固态发酵箱的使用方法，其特征在于，所述箱体顶部设有箱盖，所述箱盖上周向均布有排气孔，所述箱体设有若干圈周向均布的透气孔，每圈所述透气孔对应一块分层板，且所述透气孔设置分层板下侧位置。

7.根据权利要求6所述的一种固态发酵箱的使用方法，其特征在于，所述加热装置包括加热桶与热风机，所述热风机设置加热桶底部，所述加热桶外部设有支撑架，所述加热桶内靠近热风机位置设有十字支架，所述箱体固定在十字支架上，所述箱体外部还设有温度感应器；除最底层的所述分层板，其他所述分层板底面上都设有一个箱温感应器，所述箱温感应器、温度感应器与热风机都电性连接数控系统。

8.根据权利要求5或7所述的一种固态发酵箱的使用方法，其特征在于，所述箱体与加热桶都采用透明材质，所述导向斗底部与储存箱采用管道连接，所述箱体与加热桶上都设有用于管道通过的穿过孔，所述穿过孔上设有橡胶密封圈。

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