CN120818424B - 一种多菌种发酵设备及其发酵工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及菌种发酵技术领域，特别涉及一种多菌种发酵设备及其发酵工艺，包括混合机构，混合机构包括底架，混合机构上设置有对原料进行清洗的清洗机构和用于将原料放入混合机构的分料机构；本发明通过集成清洗、破碎、分装、添加剂分配及混合液转移功能，实现了多菌种发酵的全流程自动化操作，清洗机构采用螺旋升降式清洗盘，结合压盘破碎设计，可在同一设备内完成原料清洗与压碎，大幅减少工序转换时间，提高生产效率；本发明通过设置分料机构和双腔添加盒，能够自动将清洗破碎后的原料等量分配至不同发酵筒，并精准添加适配不同菌种的发酵助剂，出料电缸控制进料缺口的开合，确保添加剂定量投放，提升发酵产物的稳定性和一致性。

Description

一种多菌种发酵设备及其发酵工艺

技术领域

本发明涉及菌种发酵技术领域，特别涉及一种多菌种发酵设备及其发酵工艺。

背景技术

在食品、生物工程及制药等领域，多菌种发酵技术被广泛应用于生产各类发酵产品，如酒类、醋、酸奶、抗生素等。传统的多菌种发酵过程通常需要分别培养不同的菌种，再将菌种与原料混合后进行发酵。然而，这种分步操作不仅效率低下，而且容易因操作不当导致污染或菌种比例失调，影响最终产品的质量和稳定性。

现有的发酵设备大多针对单一菌种设计，难以实现多菌种的同步发酵。部分设备虽然尝试通过多腔室结构实现多菌种处理，但仍存在以下技术缺陷，原料清洗、破碎与分装过程往往依赖人工或独立设备，导致工序繁琐、效率低下，且易引入污染源；添加剂精准分配困难：不同菌种需适配不同的发酵助剂，现有设备缺乏自动化分配机制，易出现添加误差；原料清洗后需额外设备进行破碎，增加设备的复杂性和能耗，且破碎均匀性难以保证。为解决上述问题，亟需一种集成化、自动化的多菌种发酵设备，能够实现原料清洗、破碎、分装、添加剂分配及混合液转移的一体化操作，从而提高发酵效率、保障产品质量并降低人工干预风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种多菌种发酵设备及其发酵工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种多菌种发酵设备，包括用于对多菌种进行发酵的混合机构，混合机构包括底架，混合机构上设置有对原料进行清洗的清洗机构和用于将原料放入混合机构的分料机构；

清洗机构包括固定安装在底架上的下架，下架上固定安装有清洗筒，清洗筒上固定安装有甩出盘，甩出盘上固定安装有出料管。

进一步地，混合机构包括转动安装在底架上的两个转盘，转盘上固定安装有三个发酵筒，转盘上固定安装有转盘齿轮，两个转盘上的转盘齿轮互相啮合，底架上固定安装有转动电机，转动电机的输出轴上固定安装有电机齿轮，电机齿轮与转盘齿轮啮合。

进一步地，底架上固定安装有添加盒，添加盒包括两个腔，分别装有酒精和醋酸，添加盒下方固定安装有两个出料电缸，添加盒上滑动安装有两个出料筒，出料筒上设置有进料缺口，出料筒与出料电缸的输出端固定安装。

进一步地，底架上固定安装有电缸，电缸的输出端上固定安装有升降板，升降板上固定安装有顶起柱，底架上固定安装有两个流出坡，顶起柱与流出坡滑动安装，发酵筒内固定安装有流出筒，流出筒内滑动安装有封闭塞，封闭塞与流出筒之间设置有顶起弹簧，当封闭塞未被顶起柱顶起时，封闭塞将发酵筒底部封闭。

进一步地，清洗机构还包括固定安装在清洗筒上的进料斗，清洗筒上固定安装有出水盘，出水盘内设置有坡面，出水盘上设置有排水管，甩出盘内设置有多个孔洞，清洗筒上设置有多个甩出槽。

进一步地，清洗筒上固定安装有固定盘，固定盘上固定安装有固定柱，固定柱上滑动安装有升降盘，固定盘上固定安装有内螺纹套，升降盘上固定安装有压盘，升降盘上固定安装有升降电机，升降电机的输出轴上固定安装有丝杆，丝杆与内螺纹套螺纹传动，丝杆下方固定安装有清洗盘，清洗盘上设置有多个孔洞。

进一步地，甩出盘上滑动安装有两个刮料板，刮料板与甩出盘的上下表面贴合，刮料板上固定安装有刮料电机，刮料电机的输出轴上固定安装有刮料齿轮，出水盘上固定安装有固定齿轮，刮料齿轮与固定齿轮啮合。

进一步地，分料机构包括转动安装在清洗筒上的转动盘，转动盘上固定安装有部分齿轮，下架上固定安装有进料电机，进料电机的输出轴上固定安装有进料齿轮，进料齿轮与部分齿轮啮合，下架上固定安装有固定进料盘，转动盘上固定安装有转动进料盘。

进一步地，转动进料盘上设置有右通孔和左通孔，固定进料盘上设置有右进料孔和左进料孔。

一种多菌种发酵设备的发酵工艺，包括以下步骤：

S1.将原料放入清洗筒中进行清洗；

S2.将清洗后的原料压碎；

S3.将压碎后的原料放入到发酵筒中；

S4.往两个发酵筒中分别添加醋酸和酒精；

S5.将原料与醋酸或酒精中的一种充分混合；

S6.将混合液转移到发酵罐内进行发酵。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

（1）本发明通过集成清洗、破碎、分装、添加剂分配及混合液转移功能，实现了多菌种发酵的全流程自动化操作，清洗机构采用螺旋升降式清洗盘，结合压盘破碎设计，可在同一设备内完成原料清洗与压碎，大幅减少工序转换时间，提高生产效率，同时避免人工干预导致的污染风险；

（2）本发明通过设置分料机构和双腔添加盒，自动将清洗破碎后的原料等量分配至不同发酵筒，并精准添加适配不同菌种的发酵助剂，出料电缸控制进料缺口的开合，确保添加剂定量投放，避免比例失调，提升发酵产物的稳定性和一致性；

（3）本发明设置的混合机构使原料与添加剂充分混合，同时通过顶起柱与封闭塞的联动结构，实现发酵液的快速、彻底排放；

（4）本发明设置的清洗机构通过甩出盘和刮料板配合可高效分离原料和废水，减少水资源消耗，压盘在破碎原料的同时挤压残留水分，降低后续发酵液稀释风险。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明中混合机构的结构示意图一；

图3为本发明中混合机构的结构示意图二；

图4为本发明中混合机构的结构示意图三；

图5为本发明中混合机构的结构示意图四；

图6为本发明中混合机构的结构示意图五；

图7为本发明中清洗机构的结构示意图一；

图8为本发明中清洗机构的结构示意图二；

图9为本发明中清洗机构的结构示意图三；

图10为本发明中清洗机构的结构示意图四；

图11为本发明中分料机构的结构示意图一；

图12为本发明中分料机构的结构示意图二。

附图标号：101、底架；102、转盘；103、发酵筒；104、转盘齿轮；105、转动电机；106、电机齿轮；107、添加盒；108、电缸；109、封闭塞；110、顶起弹簧；111、流出筒；112、流出坡；113、升降板；114、顶起柱；115、出料电缸；116、出料筒；117、进料缺口；201、下架；202、清洗筒；203、出水盘；204、甩出盘；205、固定盘；206、固定柱；207、进料斗；208、升降盘；209、压盘；210、升降电机；211、出料管；212、丝杆；213、清洗盘；214、内螺纹套；215、刮料板；216、刮料电机；217、刮料齿轮；218、固定齿轮；219、排水管；301、转动盘；302、部分齿轮；303、进料电机；304、进料齿轮；305、固定进料盘；3051、右进料孔；3052、左进料孔；306、转动进料盘；3061、右通孔；3062、左通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

参考图1-图12，一种多菌种发酵设备，包括用于对多菌种进行发酵的混合机构，混合机构包括底架101，混合机构上设置有对原料进行清洗的清洗机构和用于将原料放入混合机构的分料机构；

清洗机构包括固定安装在底架101上的下架201，下架201上固定安装有清洗筒202，清洗筒202上固定安装有甩出盘204，甩出盘204上固定安装有出料管211。

如图2-图6所示，混合机构包括转动安装在底架101上的两个转盘102，转盘102上固定安装有三个发酵筒103，转盘102上固定安装有转盘齿轮104，两个转盘102上的转盘齿轮104互相啮合，底架101上固定安装有转动电机105，转动电机105的输出轴上固定安装有电机齿轮106，电机齿轮106与转盘齿轮104啮合。

如图2-图6所示，底架101上固定安装有添加盒107，添加盒107包括两个腔，分别装有酒精和醋酸，添加盒107下方固定安装有两个出料电缸115，添加盒107上滑动安装有两个出料筒116，出料筒116上设置有进料缺口117，出料筒116与出料电缸115的输出端固定安装。

如图2-图6所示，底架101上固定安装有电缸108，电缸108的输出端上固定安装有升降板113，升降板113上固定安装有顶起柱114，底架101上固定安装有两个流出坡112，顶起柱114与流出坡112滑动安装，发酵筒103内固定安装有流出筒111，流出筒111内滑动安装有封闭塞109，封闭塞109与流出筒111之间设置有顶起弹簧110，当封闭塞109未被顶起柱114顶起时，封闭塞109将发酵筒103底部封闭。

通过分料机构将清洗后的原料放入发酵筒103中，转动电机105驱动电机齿轮106转动，通过转盘齿轮104带动两个转盘102同时转动一百二十度，使刚装入原料的两个发酵筒103分别到达两个出料筒116下方，初始状态下，两个出料筒116将添加盒107封闭，随后出料电缸115收缩，使进料缺口117进入到添加盒107中，添加盒107中的醋酸和酒精分别通过进料缺口117进入到出料筒116中，从出料筒116端部流出到两个发酵筒103中，此时完成将醋酸和酒精分别加入到两个装有原料的发酵筒103中，随后转盘102转动一百二十度，使两个发酵筒103到达顶起柱114上方，电缸108收缩，带动升降板113和顶起柱114上升，顶起柱114将封闭塞109向上顶，顶起弹簧110被压缩，发酵筒103内的液体通过流出筒111流出到流出坡112上，随后流到外部发酵罐中进行发酵。

如图7-图10所示，清洗机构还包括固定安装在清洗筒202上的进料斗207，清洗筒202上固定安装有出水盘203，出水盘203内设置有坡面，出水盘203上设置有排水管219，甩出盘204内设置有多个孔洞，清洗筒202上设置有多个甩出槽。

如图7-图10所示，清洗筒202上固定安装有固定盘205，固定盘205上固定安装有固定柱206，固定柱206上滑动安装有升降盘208，固定盘205上固定安装有内螺纹套214，升降盘208上固定安装有压盘209，升降盘208上固定安装有升降电机210，升降电机210的输出轴上固定安装有丝杆212，丝杆212与内螺纹套214形成螺纹传动，丝杆212下方固定安装有清洗盘213，清洗盘213上设置有多个孔洞。

如图7-图10所示，甩出盘204上滑动安装有两个刮料板215，刮料板215与甩出盘204的上下表面贴合，刮料板215上固定安装有刮料电机216，刮料电机216的输出轴上固定安装有刮料齿轮217，出水盘203上固定安装有固定齿轮218，刮料齿轮217与固定齿轮218啮合。

清洗筒202内装有清水，原料从进料斗207放入，并落到清洗盘213上，升降电机210驱动丝杆212转动，从而带动清洗盘213转动，同时在内螺纹套214与丝杆212的配合下，带动升降盘208和压盘209沿着固定柱206升降，实现清洗盘213螺旋升降；清洗盘213先螺旋上升，带动原料在清洗筒202内清洗，当清洗盘213到达清洗筒202的甩出槽旁时，清洗盘213将其上的原料甩出到甩出盘204中，清洗盘213离开水面时，不会带走过多的水；当升降盘208下降时，通过压盘209挤压甩出盘204内的原料，从而将甩出盘204内原料的水分通过甩出盘204的孔洞挤压到出水盘203中，最终从排水管219流出，并通过压盘209将原料压碎。

刮料电机216驱动刮料齿轮217转动，在刮料齿轮217与固定齿轮218的配合下，使刮料板215沿着甩出盘204运动，将甩出盘204上破碎后的原料推动到出料管211中，同时刮料板215将甩出盘204下表面残留的水分刮下并流到出水盘203中。

如图11、图12所示，分料机构包括转动安装在清洗筒202上的转动盘301，转动盘301上固定安装有部分齿轮302，下架201上固定安装有进料电机303，进料电机303的输出轴上固定安装有进料齿轮304，进料齿轮304与部分齿轮302啮合，下架201上固定安装有固定进料盘305，转动盘301上固定安装有转动进料盘306。

如图11、图12所示，转动进料盘306上设置有右通孔3061和左通孔3062，固定进料盘305上设置有右进料孔3051和左进料孔3052。

原料通过出料管211进入到左通孔3062中，进料电机303驱动进料齿轮304转动，从而带动部分齿轮302、转动盘301和转动进料盘306转动，使左通孔3062到达左进料孔3052上方，原料通过左进料孔3052进入到下方的发酵筒103中，同时右通孔3061到达出料管211下方，出料管211内的原料进入到右通孔3061中，随后进料电机303反转，使右通孔3061到达右进料孔3051上方，原料通过右进料孔3051进入到下方的发酵筒103中，同时左通孔3062到达出料管211下方，原料进入到左通孔3062中，在右通孔3061和左通孔3062运动时，其下方被固定进料盘305封闭，出料管211下方被转动进料盘306封闭，以此往复，实现将等量的原料放入发酵筒103中。

如图1-图12所示，一种多菌种发酵设备的发酵工艺，包括以下步骤：

S1.将原料放入清洗筒202中进行清洗；

S2.将清洗后的原料压碎；

S3.将压碎后的原料放入到发酵筒103中；

S4.往两个发酵筒103中分别添加醋酸和酒精；

S5.将原料与醋酸或酒精中的一种充分混合；

S6.将混合液转移到发酵罐内进行发酵。

本发明的工作原理：

清洗筒202内装有清水，原料从进料斗207放入，落到清洗盘213上，升降电机210驱动丝杆212转动，从而带动清洗盘213转动，在内螺纹套214与丝杆212的配合下，带动升降盘208和压盘209沿着固定柱206升降，实现清洗盘213螺旋升降；清洗盘213先螺旋上升，带动原料在清洗筒202内清洗，当清洗盘213到达清洗筒202的甩出槽旁时，清洗盘213将其上的原料甩出到甩出盘204中，清洗盘213上的孔洞使清洗盘213离开水面时，不会带走过多的水；当升降盘208下降时，通过压盘209挤压甩出盘204内的原料，从而将甩出盘204内原料的水分通过甩出盘204的孔洞挤压到出水盘203中，最终从排水管219流出，并通过压盘209将原料压碎；刮料电机216驱动刮料齿轮217转动，在刮料齿轮217与固定齿轮218的配合下，使刮料板215沿着甩出盘204运动，将甩出盘204上破碎后的原料推动到出料管211中，同时刮料板215将甩出盘204下表面残留的水分刮下，流到出水盘203中；原料通过出料管211进入到左通孔3062中，进料电机303驱动进料齿轮304转动，从而带动部分齿轮302、转动盘301和转动进料盘306转动，使左通孔3062到达左进料孔3052上方，原料通过左进料孔3052进入到下方的发酵筒103中，同时右通孔3061到达出料管211下方，出料管211内的原料进入到右通孔3061中，随后进料电机303反转，使右通孔3061到达右进料孔3051上方，原料通过右进料孔3051进入到下方的发酵筒103中，同时左通孔3062到达出料管211下方，原料进入到左通孔3062中，在右通孔3061和左通孔3062运动时，其下方被固定进料盘305封闭，出料管211下方被转动进料盘306封闭，以此往复，实现将等量的原料放入发酵筒103中；转动电机105驱动电机齿轮106转动，通过转盘齿轮104带动两个转盘102同时转动一百二十度，使刚装入原料的两个发酵筒103分别到达两个出料筒116下方；初始状态下，两个出料筒116将添加盒107封闭，随后出料电缸115收缩，使进料缺口117进入到添加盒107中，此时添加盒107内的醋酸和酒精分别通过进料缺口117进入到出料筒116中，随后从出料筒116端部流出到两个发酵筒103中，将醋酸和酒精分别加入到两个装有原料的发酵筒103中，随后转盘102转动一百二十度，使两个发酵筒103到达顶起柱114上方，电缸108收缩，带动升降板113和顶起柱114上升，顶起柱114将封闭塞109向上顶，顶起弹簧110被压缩，发酵筒103内的液体通过流出筒111流出到流出坡112上，随后流到外部发酵罐中进行发酵。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多菌种发酵设备，包括用于对多菌种进行发酵的混合机构，其特征在于：混合机构包括底架（101），混合机构上设置有对原料进行清洗的清洗机构和用于将原料放入混合机构的分料机构；

清洗机构包括固定安装在底架（101）上的下架（201），下架（201）上固定安装有清洗筒（202），清洗筒（202）上固定安装有甩出盘（204），甩出盘（204）上固定安装有出料管（211）；

混合机构包括转动安装在底架（101）上的两个转盘（102），转盘（102）上固定安装有三个发酵筒（103），转盘（102）上固定安装有转盘齿轮（104），两个转盘（102）上的转盘齿轮（104）互相啮合，底架（101）上固定安装有转动电机（105），转动电机（105）的输出轴上固定安装有电机齿轮（106），电机齿轮（106）与转盘齿轮（104）啮合；

底架（101）上固定安装有添加盒（107），添加盒（107）包括两个腔，分别装有酒精和醋酸，添加盒（107）下方固定安装有两个出料电缸（115），添加盒（107）上滑动安装有两个出料筒（116），出料筒（116）上设置有进料缺口（117），出料筒（116）与出料电缸（115）的输出端固定安装；

分料机构包括转动安装在清洗筒（202）上的转动盘（301），转动盘（301）上固定安装有部分齿轮（302），下架（201）上固定安装有进料电机（303），进料电机（303）的输出轴上固定安装有进料齿轮（304），进料齿轮（304）与部分齿轮（302）啮合，下架（201）上固定安装有固定进料盘（305），转动盘（301）上固定安装有转动进料盘（306）。

2.根据权利要求1所述的一种多菌种发酵设备，其特征在于：底架（101）上固定安装有电缸（108），电缸（108）的输出端上固定安装有升降板（113），升降板（113）上固定安装有顶起柱（114），底架（101）上固定安装有两个流出坡（112），顶起柱（114）与流出坡（112）滑动安装，发酵筒（103）内固定安装有流出筒（111），流出筒（111）内滑动安装有封闭塞（109），封闭塞（109）与流出筒（111）之间设置有顶起弹簧（110），当封闭塞（109）未被顶起柱（114）顶起时，封闭塞（109）将发酵筒（103）底部封闭。

3.根据权利要求1所述的一种多菌种发酵设备，其特征在于：清洗机构还包括固定安装在清洗筒（202）上的进料斗（207），清洗筒（202）上固定安装有出水盘（203），出水盘（203）内设置有坡面，出水盘（203）上设置有排水管（219），甩出盘（204）内设置有多个孔洞，清洗筒（202）上设置有多个甩出槽。

4.根据权利要求3所述的一种多菌种发酵设备，其特征在于：清洗筒（202）上固定安装有固定盘（205），固定盘（205）上固定安装有固定柱（206），固定柱（206）上滑动安装有升降盘（208），固定盘（205）上固定安装有内螺纹套（214），升降盘（208）上固定安装有压盘（209），升降盘（208）上固定安装有升降电机（210），升降电机（210）的输出轴上固定安装有丝杆（212），丝杆（212）与内螺纹套（214）螺纹传动，丝杆（212）下方固定安装有清洗盘（213），清洗盘（213）上设置有多个孔洞。

5.根据权利要求4所述的一种多菌种发酵设备，其特征在于：甩出盘（204）上滑动安装有两个刮料板（215），刮料板（215）与甩出盘（204）的上下表面贴合，刮料板（215）上固定安装有刮料电机（216），刮料电机（216）的输出轴上固定安装有刮料齿轮（217），出水盘（203）上固定安装有固定齿轮（218），刮料齿轮（217）与固定齿轮（218）啮合。

6.根据权利要求1所述的一种多菌种发酵设备，其特征在于：转动进料盘（306）上设置有右通孔（3061）和左通孔（3062），固定进料盘（305）上设置有右进料孔（3051）和左进料孔（3052）。

7.根据权利要求1所述的一种多菌种发酵设备的发酵工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将原料放入清洗筒（202）中进行清洗；

S2.将清洗后的原料压碎；

S3.将压碎后的原料放入到发酵筒（103）中；

S4.往两个发酵筒（103）中分别添加醋酸和酒精；

S5.将原料与醋酸或酒精中的一种充分混合；

S6.将混合液转移到发酵罐内进行发酵。