CN211522199U - 固态发酵设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种固态发酵设备，包括设有可拆卸密封罐盖的罐体、设置在罐体内的搅拌装置，以及若干设置在罐体上的接种口，所述接种口通过管路连通接种瓶，所述管路延伸至接种瓶的液面下，所述接种瓶连通压缩空气管路。本实用新型设计了多接种口，能使物料更加均匀的接种发酵；设计了刮壁的搅拌装置，从而避免了固态物料的粘壁现象，保证固态物料搅拌均匀。并且本实用新型利用蒸汽灭菌，可以在将固态物料装进罐体后进行灭菌，优化了传统的在外部灭菌后放入罐体的方案，进一步降低了固态物料受到与发酵菌种无关的细菌带来的不利影响，实现了在位物料灭菌。

Description

固态发酵设备

技术领域

本实用新型涉及发酵设备领域，具体是指一种固态发酵设备。

背景技术

固态发酵设备主要用于固态物料在几乎没有自由水的存在下，用一种或多种微生物进行生物反应的容器。现有的固态发酵设备的搅拌装置大多难以与罐体的内壁接触，导致物料易于粘在罐体内壁，从而脱离了搅拌装置的搅拌范围。并且现有的固态发酵设备大多仅设置一个接种口，投放菌体的范围有限，由于搅拌装置无法搅拌粘在内壁的物料，导致固态物料难以混合均匀。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种固态发酵设备，设计了多接种口，能使物料更加均匀的接种发酵；设计了刮壁的搅拌装置，从而避免了固态物料的粘壁现象，保证固态物料搅拌均匀。

本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种固态发酵设备，包括设有可拆卸密封罐盖的罐体、同轴转动连接在罐体内且与罐体的内壁接触配合的搅拌装置、驱动搅拌装置转动的驱动装置，以及套设在罐体外侧的控温夹层，所述罐体上设有进气口和出气口，以及若干沿罐体轴向均匀设置的接种口。本方案的罐体通过支架横向固定设置，罐体设有开口，罐体的开口处开设若干圆周分布的螺孔，罐盖的外周设有与螺孔位置对应的通孔，通孔内穿设与螺孔适配的螺栓，使罐盖通过螺栓与罐体的开口处固接。罐盖和罐体之间设有密封垫，通过密封垫保证了罐盖和罐体之间的密封。通过接种口向罐体内投放菌体，从而能通过多个接种口向罐体的不同位置同时投放菌体。

作为优选，所述控温夹层上设有连通冷热水循环装置的进水口和出水口，所述冷热水循环装置包括与进水口连通的三通，所述三通还连通带有冷水阀门的冷水管路和带有热水阀门的热水管路，所述热水管路包括与出水口连通的加热装置、与加热装置连通的循环泵、安全阀，以及排水口。本方案的冷水管路和热水管路均通过三通汇合后向控温夹层内供水。冷水管路与外界自来水管连通；热水管路中，加热装置为水加热系统，当加热装置的水压过高时，通过安全阀进行泄压，从而保证热水管路的水压保持在安全范围内。排水口处于常闭状态，当需要换水或维修时，打开排水口，从而将热水管路中的水排放。打开冷水阀门，从而能通过冷水管路向控温夹层内充入冷水；打开热水阀门，能通过循环泵将加热装置加热的热水充入控温夹层内。因此通过分别调节热水阀门和冷水阀门的流量大小，能调节充入控温夹层内水的温度，从而将控温夹层调整到适合菌种生存的温度，控温夹层的内腔与罐体的外壳接触，从而将水的热量传递给罐体，便于发酵的进行。充入控温夹层的水在控温夹层内经过循环后，从出水口循环回到加热装置进行重新加热，从而进行下一次循环。

作为优选，所述进气口连通带有阀门的蒸汽管路。本方案的蒸汽管路连通外部的蒸汽设备，打开蒸汽管路的阀门，蒸汽通过进气口进入到罐体内，与固态物料充分混合。一方面在避免出现自由水的前提下为固态物料的发酵提供必要的湿度，另一方面在投放菌种之前通过蒸汽的高温将固态物料进行高温杀菌处理，避免了固态物料中原有的细菌对发酵菌种的活性产生不利影响。

作为优选，所述进气口连通带有阀门的压缩空气管路。本方案的压缩空气管路与外界的气泵等设备连通。有氧发酵时，打开压缩空气管路的阀门，压缩空气通过进气口进入到罐体内，与固态物料充分混合，从而为固态物料的发酵提供必要的氧气。无氧发酵时可以直接关闭压缩空气管路的阀门。

作为优选，所述接种口通过管路连通接种瓶，所述管路延伸至接种瓶的液面下，所述接种瓶连通带有减压阀的压缩空气管路。本方案的接种瓶内装有发酵用的液态微生物菌种，打开减压阀后，微压气体充入接种瓶内，使接种瓶内的气压升高，从而使接种瓶和罐体形成压差，从而将接种瓶内的液态微生物菌种压入罐体内。通过减压阀调节气体的流量从而调节接种瓶内的气压升高的快慢，从而调节向罐体投放菌种的速度和数量。

作为优化，所述压缩空气管路设有空气过滤装置。本方案的空气过滤装置用于过滤压缩空气中的灰尘和细菌等与发酵无关的物质，从而确保了罐体内固态物料的纯净。压缩空气管路经过空气过滤装置的过滤后分成两路，一路与进气口连通，另一路与接种瓶连通。

作为优选，所述搅拌装置包括同轴转动连接在罐体内的转轴，以及与罐体的内壁接触配合的条形刮板，所述转轴与条形刮板通过辐条杆固接，所述驱动装置为固接在罐体上的变速驱动装置，所述变速驱动装置的输出轴与搅拌装置的转轴同轴固接。本方案中，罐体的中轴部设有穿透罐体外壳的第一轴承座，转轴的一端穿过第一轴承座，罐盖的内侧设有第二轴承座，转轴的另一端延伸至第二轴承座内，从而实现转轴与罐体的转动连接。通过轴承座安装转轴为现有技术，不再赘述。条形刮板设置两组，每组的长度为罐体轴向长度的一半，两组条形刮板首尾连接且沿罐体轴向呈十字交叉分布，每组条形刮板设置两根，对称分布在转轴的两侧且与罐体的内壁接触，通过条形刮板能对罐体的内壁产生刮的动作。变速驱动装置为调速电机，通过支架固接于罐体远离罐盖的一端，调速电机的输出轴与转轴穿过第一轴承座的一端固接。通过调整调速电机的转速，从而能调整搅拌装置的搅拌速度。

作为优化，所述罐盖上设有取样口和观察口，所述取样口可拆卸固接取样口封盖，所述观察口可拆卸固接观察口封盖。本方案的取样口位于罐盖的下部，为突出的圆管结构，圆管的外侧设有螺纹，取样口螺纹安装适配的取样口封盖，通过取样口能从罐体内取出固态物料的样品，从而判断物料的发酵状态。观察口位于罐盖的上部，也是突出的圆管结构，圆管的外侧设有螺纹，观察口螺纹安装适配的观察口封盖，通过观察口能观察罐体的内部，从而直观的观察罐体内固态物料的混匀状态和发酵状态。

作为优化，所述罐体内设有温度传感器。通过温度传感器实时监测罐体内的温度，便于工作人员通过控温夹层将罐体内的温度控制在适合发酵的温度。

作为优选，所述出气口处连通罐体呼吸器。本方案的罐体呼吸器为标准件，能在保持出气口出气的同时防止外界的灰尘和细菌等与发酵无关的物质进入罐体，从而确保了罐体内固态物料的纯净。

本实用新型的有益效果为：本实用新型设计了多接种口，能使物料更加均匀的接种发酵；设计了刮壁的搅拌装置，从而避免了固态物料的粘壁现象，保证固态物料搅拌均匀。并且本实用新型利用蒸汽灭菌，可以在将固态物料装进罐体后进行灭菌，优化了传统的在外部灭菌后放入罐体的方案，进一步降低了固态物料受到与发酵菌种无关的细菌带来的不利影响，实现了在位物料灭菌。同时本实用新型利用冷热水的混匀温度调节发酵温度，温度控制更加准确，相对于电加热来说，加热过程更加平稳且均匀。另外，增设了可以隔离外界的排气口，能及时排出管体内的二氧化碳等新陈代谢的废气，避免了发酵罐的内部压力升高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中所示：

1、罐体，2、搅拌装置，3、取样口，4、观察口，5、接种口，6、控温夹层，7、罐体呼吸器，8、变速驱动装置，9、接种瓶，10、加热装置，11、安全阀，12、循环泵，13、空气过滤装置，14、减压阀，15、热水阀门，16、冷水阀门，17、温度传感器，18、罐盖，19、排水口，20、蒸汽管路，21、压缩空气管路。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

一种固态发酵设备，如图1所示，包括设有可拆卸密封罐盖18的罐体1、同轴转动连接在罐体1内且与罐体1的内壁接触配合的搅拌装置2、驱动搅拌装置2转动的驱动装置，以及套设在罐体1外侧的控温夹层6，罐体1上设有进气口和出气口，以及若干沿罐体1轴向均匀设置的接种口5，图1中示出有两个接种口5。

控温夹层6上设有连通冷热水循环装置的进水口和出水口，冷热水循环装置包括与进水口连通的三通，三通还连通带有冷水阀门16的冷水管路和带有热水阀门15的热水管路，热水管路包括与出水口连通的加热装置10、与加热装置10连通的循环泵12、安全阀11，以及排水口19。

进气口连通带有阀门的蒸汽管路20。进气口连通带有阀门的压缩空气管路21。接种口5通过管路连通接种瓶9，管路延伸至接种瓶9的液面下，接种瓶9连通带有减压阀14的压缩空气管路21。压缩空气管路21设有空气过滤装置13。

搅拌装置2包括同轴转动连接在罐体1内的转轴，以及与罐体1的内壁接触配合的条形刮板，转轴与条形刮板通过辐条杆固接，驱动装置为固接在罐体1上的变速驱动装置8，变速驱动装置8的输出轴与搅拌装置2的转轴同轴固接。

罐盖18上设有取样口3和观察口4，取样口3可拆卸固接取样口封盖，观察口4可拆卸固接观察口封盖。罐体1内设有温度传感器17。出气口处连通罐体呼吸器7。

罐体1通过支架横向固定设置，罐体1设有开口，罐体1的开口处开设若干圆周分布的螺孔，罐盖18的外周设有与螺孔位置对应的通孔，通孔内穿设与螺孔适配的螺栓，使罐盖18通过螺栓与罐体1的开口处固接。罐盖18和罐体1之间设有密封垫，通过密封垫保证了罐盖18和罐体1之间的密封。通过接种口5向罐体1内投放菌体，从而能通过多个接种口5向罐体1的不同位置同时投放菌体。

冷水管路和热水管路均通过三通汇合后向控温夹层6内供水。冷水管路与外界自来水管连通；热水管路中，加热装置10为水加热系统，当加热装置10的水压过高时，通过安全阀11进行泄压，从而保证热水管路的水压保持在安全范围内。排水口19处于常闭状态，当需要换水或维修时，打开排水口19，从而将热水管路中的水排放。打开冷水阀门16，从而能通过冷水管路向控温夹层6内充入冷水；打开热水阀门15，能通过循环泵12将加热装置10加热的热水充入控温夹层6内。因此通过分别调节热水阀门15和冷水阀门16的流量大小，能调节充入控温夹层6内水的温度，从而将控温夹层6调整到适合菌种生存的温度，控温夹层6的内腔与罐体1的外壳接触，从而将水的热量传递给罐体1，便于发酵的进行。充入控温夹层6的水在控温夹层6内经过循环后，从出水口循环回到加热装置10进行重新加热，从而进行下一次循环。

蒸汽管路20连通外部的蒸汽设备，打开蒸汽管路20的阀门，蒸汽通过进气口进入到罐体1内，与固态物料充分混合。一方面在避免出现自由水的前提下为固态物料的发酵提供必要的湿度，另一方面在投放菌种之前通过蒸汽的高温将固态物料进行高温杀菌处理，避免了固态物料中原有的细菌对发酵菌种的活性产生不利影响。

压缩空气管路21与外界的气泵等设备连通。有氧发酵时，打开压缩空气管路21的阀门，压缩空气通过进气口进入到罐体1内，与固态物料充分混合，从而为固态物料的发酵提供必要的氧气。无氧发酵时，可以直接关闭压缩空气管路21的阀门。

接种瓶9内装有发酵用的液态微生物菌种，打开减压阀14后，微压气体充入接种瓶9内，使接种瓶9内的气压升高，从而使接种瓶9和罐体1形成压差，从而将接种瓶9内的液态微生物菌种压入罐体1内。通过减压阀14调节气体的流量从而调节接种瓶9内的气压升高的快慢，从而调节向罐体1投放菌种的速度和数量。

空气过滤装置13用于过滤压缩空气中的灰尘和细菌等与发酵无关的物质，从而确保了罐体1内固态物料的纯净。压缩空气管路21经过空气过滤装置13的过滤后分成两路，一路与进气口连通，另一路与接种瓶9连通。

罐体1的中轴部设有穿透罐体1外壳的第一轴承座，转轴的一端穿过第一轴承座，罐盖18的内侧设有第二轴承座，转轴的另一端延伸至第二轴承座内，从而实现转轴与罐体1的转动连接。通过轴承座安装转轴为现有技术，不再赘述。条形刮板设置两组，每组的长度为罐体1轴向长度的一半，两组条形刮板首尾连接且沿罐体1轴向呈十字交叉分布，每组条形刮板设置两根，对称分布在转轴的两侧且与罐体1的内壁接触，通过条形刮板能对罐体1的内壁产生刮的动作。变速驱动装置8为调速电机，通过支架固接于罐体1远离罐盖18的一端，调速电机的输出轴与转轴穿过第一轴承座的一端固接。通过调整调速电机的转速，从而能调整搅拌装置2的搅拌速度。

取样口3位于罐盖18的下部，为突出的圆管结构，圆管的外侧设有螺纹，取样口3螺纹安装适配的取样口封盖，通过取样口3能从罐体1内取出固态物料的样品，从而判断物料的发酵状态。观察口4位于罐盖18的上部，也是突出的圆管结构，圆管的外侧设有螺纹，观察口4螺纹安装适配的观察口封盖，通过观察口4能观察罐体1的内部，从而直观的观察罐体1内固态物料的混匀状态和发酵状态。

通过温度传感器17实时监测罐体1内的温度，便于工作人员通过控温夹层6将罐体1内的温度控制在适合发酵的温度。

罐体呼吸器7为标准件，能在保持出气口出气的同时防止外界的灰尘和细菌等与发酵无关的物质进入罐体1，从而确保了罐体1内固态物料的纯净。

在使用时，先拧松罐盖18上的螺栓，进而将罐盖18从罐体1上卸下。将固态物料放入罐体1内后再用螺栓拧紧罐盖18，从而隔绝罐体1的内外隔离。然后打开蒸汽管路20的阀门，蒸汽通过进气口进入到罐体1内，与固态物料充分混合。一方面在避免出现自由水的前提下为固态物料的发酵提供必要的湿度，另一方面在投放菌种之前通过蒸汽的高温将固态物料进行高温杀菌处理，避免了固态物料中原有的细菌对发酵菌种的活性产生不利影响。

打开压缩空气管路21连通接种瓶9的减压阀14，微压气体充入接种瓶9内，使接种瓶9内的气压升高，从而使接种瓶9和罐体1形成压差，从而将接种瓶9内的液态微生物菌种压入罐体1内。通过减压阀14调节气体的流量从而调节接种瓶9内的气压升高的快慢，从而调节向罐体1投放菌种的速度和数量。同时，启动变速电机，变速电机的输出轴带动转轴转动，转轴通过辐条杆带动条形刮板沿罐体1的内壁转动，从而使搅拌装置2转动起来。搅拌装置2一边搅拌混匀固态物料和菌种，一边将粘在罐体1内壁的固态物料刮下，从而使固态物料和菌种充分混合均匀。通过将搅拌装置2的条形刮板呈十字形交叉设置，使条形刮板刮下的物料通过交叉处的空隙滑动到另一侧，从而使物料混合更加均匀。

当需要向罐体1内充入氧气时，打开压缩空气管路21连通进气口的阀门，经过空气过滤装置13净化的空气充入罐体1内，从而将压缩空气中的氧气提供给菌种和固态物料进行有氧发酵。

当需要调节固态物料的发酵温度时，打开冷水阀门16，从而能通过冷水管路向控温夹层6内充入冷水；打开热水阀门15，能通过循环泵12将加热装置10加热的热水充入控温夹层6内。因此通过分别调节热水阀门15和冷水阀门16的流量大小，能调节充入控温夹层6内水的温度，从而将控温夹层6调整到适合菌种生存的温度，控温夹层6的内腔与罐体1的外壳接触，从而将水的热量传递给罐体1，便于发酵在合适温度下进行。

本实用新型设计了多接种口，能使物料更加均匀的接种发酵；设计了刮壁的搅拌装置，从而避免了固态物料的粘壁现象，保证固态物料搅拌均匀。并且本实用新型利用蒸汽灭菌，可以在将固态物料装进罐体后进行灭菌，优化了传统的在外部灭菌后放入罐体的方案，进一步降低了固态物料受到与发酵菌种无关的细菌带来的不利影响，实现了在位物料灭菌。同时本实用新型利用冷热水的混匀温度调节发酵温度，温度控制更加准确，相对于电加热来说，加热过程更加平稳且均匀。另外，增设了可以隔离外界的排气口，能及时排出管体内的二氧化碳等新陈代谢的废气，避免了发酵罐的内部压力升高。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (9)

1.一种固态发酵设备，其特征在于：包括设有可拆卸密封罐盖（18）的罐体（1）、设置在罐体（1）内的搅拌装置（2），以及若干设置在罐体（1）上的接种口（5），所述接种口（5）通过管路连通接种瓶（9），所述管路延伸至接种瓶（9）的液面下，所述接种瓶（9）连通压缩空气管路（21）。

2.根据权利要求1所述的固态发酵设备，其特征在于：所述罐体（1）的外侧套设控温夹层（6），所述控温夹层（6）上设有连通冷热水循环装置的进水口和出水口，所述冷热水循环装置包括与进水口连通的带有冷水阀门（16）的冷水管路和带有热水阀门（15）的热水管路，所述热水管路包括与出水口连通的加热装置（10）、与加热装置（10）连通的循环泵（12）、安全阀（11），以及排水口（19）。

3.根据权利要求1所述的固态发酵设备，其特征在于：所述罐体（1）上设有进气口和出气口，所述进气口连通带有阀门的压缩空气管路（21）。

4.根据权利要求1或3所述的固态发酵设备，其特征在于：所述压缩空气管路（21）设有空气过滤装置（13）。

5.根据权利要求3所述的固态发酵设备，其特征在于：所述进气口连通带有阀门的蒸汽管路（20）。

6.根据权利要求3所述的固态发酵设备，其特征在于：所述出气口处连通罐体呼吸器（7）。

7.根据权利要求1所述的固态发酵设备，其特征在于：所述搅拌装置（2）包括同轴转动连接在罐体（1）内的转轴，以及与罐体（1）的内壁接触配合的条形刮板，所述转轴与条形刮板通过辐条杆固接；

还包括驱动转轴转动的驱动装置，所述驱动装置为固接在罐体（1）上的变速驱动装置（8），所述变速驱动装置（8）的输出轴与搅拌装置（2）的转轴同轴固接。

8.根据权利要求1所述的固态发酵设备，其特征在于：所述罐盖（18）上设有取样口（3）和观察口（4），所述取样口（3）可拆卸固接取样口封盖，所述观察口（4）可拆卸固接观察口封盖。

9.根据权利要求1所述的固态发酵设备，其特征在于：所述罐体（1）内设有温度传感器（17）。

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