CN207079239U - 固态发酵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种固态发酵系统，涉及发酵工程设备领域，解决了现有技术中存在的固态发酵系统生物繁殖均匀性差的技术问题。该固态发酵系统，包括配料罐、培养罐、通气装置、灭菌装置以及温度调节装置；发酵罐为长方体形，长方体形的发酵罐内设有至少两层水平设置的长方形发酵板，发酵罐底部且位于发酵板下方的位置设有物料收集板；任一发酵板上方设有容纳微生物和培养基的培养空间，任一培养空间内均设有温度传感器；任一发酵板底部设有控温夹层，控温夹层内冲入冷水或热水以调节培养空间的温度，所有控温夹层的入水管在发酵罐底部汇流于控温入水管，所有控温夹层的出水管在发酵罐上部汇流于控温出水管；所有控温夹层的入水管上分别设有夹层电磁阀。本实用新型用于固态发酵。
Description
技术领域
本实用新型涉及发酵工程设备领域，尤其是涉及一种固态发酵系统。
背景技术
发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。发酵是人类较早接触的一种生物化学反应，如今在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。近年来，固体类生物制品(包括生物农药、生物饲料、生物肥料等)由于其应用范围广泛，在我国具有很大的市场份额。目前制备固体类生物制品通常所采用的工艺方法是：配料-干料混合-加水湿混-蒸汽灭菌-冷却-粉碎-接种-发酵-干燥-粉碎-成品包装。在发酵过程中，固体培养基流动性差，容易存在混合不均匀、溶氧差的问题，因此生物繁殖成功率低，均匀性、稳定性差，生产效率低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种固态发酵系统，以解决现有技术中存在的固态发酵系统生物繁殖均匀性差的技术问题。
本实用新型的技术方案为一种固态发酵系统，包括配料罐、培养罐、通气装置、灭菌装置以及温度调节装置；
所述通气装置包括依次连接的空压机、缓冲罐和除菌器，所述除菌器的进气口和出气口上设置有气水分离器，所述除菌器的送气管路与所述培养罐连通，向培养罐内输送无菌空气；
所述灭菌装置包括净水器、蒸汽发生器以及蒸汽管路，所述净水器的出水口连接蒸汽发生器，所述净水器的入水口连接补水管，所述净水器包括净水器外壳、至少两级过滤芯以及用于控制过滤芯级数的切换阀；所述灭菌装置通过蒸汽管路向培养罐内部通入高温蒸汽对培养罐进行灭菌；
所述培养罐包括种子罐和发酵罐，所述种子罐和发酵罐之间通过移种管连接；
所述发酵罐的顶部设有出气口，所述出气口上设有由隔菌透气材料制成的盖体；
所述种子罐上设有搅拌装置，所述搅拌装置包括设置在种子罐上端的搅拌电机，所述搅拌电机的转子上设置的延伸到所述种子罐罐体内部的搅拌桨；
所述发酵罐为长方体形，所述长方体形的发酵罐内设有至少两层水平设置的长方形发酵板，所述发酵罐底部且位于所述发酵板下方的位置设有物料收集板；
任一所述发酵板上方设有容纳微生物和培养基的培养空间，任一所述培养空间内均设有温度传感器；任一所述发酵板底部设有控温夹层，所述控温夹层内冲入冷水或热水以调节培养空间的温度，所有所述控温夹层的入水管在发酵罐底部汇流于控温入水管，所有所述控温夹层的出水管在发酵罐上部汇流于控温出水管；所有所述控温夹层的入水管上分别设有夹层电磁阀；
所述温度调节装置包括热水罐和冷水罐，所述热水罐内设有加热器；所述热水罐的出水管、冷水罐的出水管、以及控温入水管通过三通阀连通，所述控温出水管与储水池连通；
所述发酵板的一边通过铰链与发酵罐内壁连接，所述发酵板通过所述铰链在水平位置与竖直位置之间切换，发酵过程中发酵板位于水平位置，发酵结束后，发酵板处于垂直位置，使发酵后的物料在重量作用下落入所述物料收集板；发酵罐下部的侧面设有物料出口；物料收集板上收集的发酵后的物料，通过物料出口排出；
所述发酵罐的至少一个侧壁上设有接种管，所述接种管设有种子出液孔，所述种子出液孔的位置与发酵板的位置相匹配，使种子液从种子出液孔喷出的种子液落入发酵板的培养空间内；所述接种管与种子罐通过移种管连通；
所述发酵罐的至少一个侧壁上还设有通风管，所述通风管设有通风孔，所述通风孔的位置与发酵板的位置相匹配，使无菌空气从通风孔吹出的无菌空气进入发酵板的培养空间内；所述通风管与送气管路连通；
所述配料罐与种子罐之间通过物料管连通，所述配料罐的底部设有氮气进口、氮气控制阀，氮气通过所述氮气进口进入所述配料罐，通过氮气对配料罐内的物料进行混合。
优选的，所述储水池的出水管与热水罐的进水管、冷水罐的进水管通过三通阀连接。
优选的，所述移种管的入口管连接所述种子罐的底部，所述移种管的出口管连接所述发酵罐的接种管的顶端，所述移种管上设置液压泵。
优选的，所述接种管的出液孔至少为两个。
优选的，所述通风管上的通风孔至少为两个。
优选的，所述铰链通过电磁阀控制。
优选的，所述搅拌桨包括两层搅拌桨，分别位于所述种子罐的底部及中部。
优选的，所述种子罐包括一级种子罐和二级种子罐，所述一级种子罐和二级种子罐通过移种管连通。
优选的，所述固态发酵系统还包括调控培养条件的控制装置，所述温度传感器与所述控制装置连接，并将温度信号传输给所述控制装置；所述控制装置根据温度传感器的信号值控制三通阀、各控温夹层的夹层电磁阀，以调节各层发酵板的培养空间的培养温度。
优选的，所述控制装置包括控制器、显示器及控制面板。
本实用新型的有益效果为所述固态发酵系统，通过分层培养，各层独立控温，分层接种以及分层通气，使固态发酵的均匀性和稳定性高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型发酵系统的框架图；
图2是本实用新型发酵系统的结构示图；
图3是本实用新型的净水器过滤芯连接关系示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
如图1-3所示本实用新型提供了一种固态发酵系统，包括配料罐、培养罐、通气装置110、灭菌装置以及温度调节装置；
所述通气装置110包括依次连接的空压机、缓冲罐和除菌器，所述除菌器的进气口和出气口上设置有气水分离器，所述除菌器的送气管路与所述培养罐连通，向培养罐内输送无菌空气；
所述灭菌装置包括净水器、蒸汽发生器以及蒸汽管路，所述净水器的出水口连接蒸汽发生器，所述净水器的入水口连接补水管，所述净水器包括净水器外壳、至少两级过滤芯以及用于控制过滤芯级数的切换阀；所述灭菌装置通过蒸汽管路向培养罐内部通入高温蒸汽对培养罐进行灭菌；水进入蒸汽发生器之前通过净水器除去水中的大部分杂质，能够提高蒸汽发生器生产蒸汽的效率，有效减小蒸汽发生器的水垢残留，防止蒸汽发生器内部管路堵塞，延长蒸汽发生器的寿命。
作为可选地实施方式，所述净水器包括串联连接的一级过滤芯41、二级过滤芯42以及三级过滤芯43；所述一级过滤芯41与二级过滤芯42之间设有安装第一切换阀51的连接管路；所述一级过滤芯41与三级过滤芯43之间设有安装第二切换阀52的连接管路。当水质较好时，关闭第一切换阀51，同时打开第二切换阀52，进水经过一级过滤芯41与三级过滤芯43，绕开二级过滤芯42，只是用两级过滤芯净化进水；当水质较差时，打开第一切换阀51，同时关闭第二切换阀52，进水经过一级过滤芯41、二级过滤芯42与三级过滤芯43，通过三级过滤进水，以满足蒸汽发生器对水质的要求。
所述培养罐包括种子罐120和发酵罐1，所述种子罐120和发酵罐1之间通过移种管连接；
作为可选地实施方式，所述种子罐120包括一级种子罐和二级种子罐，所述一级种子罐和二级种子罐通过移种管连通。两级种子罐的设置为了获得发酵所需要的足够数量的菌体，在一级种子培养的基础上进而扩大到种子罐120的二级种子培养，使种子扩繁和复壮的作用。为发酵过程提供所需要的足够数量的菌体。
所述发酵罐1的顶部设有出气口，所述出气口上设有由隔菌透气材料制成的盖体13；通过出气口的设置能够使发酵过程中产生的废气排出，设置隔菌透气材料制成的盖体13，能够防止污染物进入发酵罐1，减少灭菌的可能性。
所述种子罐120上设有搅拌装置，所述搅拌装置包括设置在种子罐120上端的搅拌电机，所述搅拌电机的转子上设置的延伸到所述种子罐120罐体内部的搅拌桨；
所述发酵罐1为长方体形，所述长方体形的发酵罐1内设有至少两层水平设置的长方形发酵板3，所述发酵罐1底部且位于所述发酵板3下方的位置设有物料收集板2；
任一所述发酵板3上方设有容纳微生物和培养基的培养空间，任一所述培养空间内均设有温度传感器；任一所述发酵板3底部设有控温夹层31，所述控温夹层31内冲入冷水或热水以调节培养空间的温度，所有所述控温夹层31的入水管在发酵罐1底部汇流于控温入水管32，所有所述控温夹层31的出水管在发酵罐1上部汇流于控温出水管34；所有所述控温夹层31的入水管上分别设有夹层电磁阀33；
所述温度调节装置包括热水罐320和冷水罐321，所述热水罐320内设有加热器；所述热水罐320的出水管、冷水罐321的出水管、以及控温入水管32 通过三通阀连通，所述控温出水管34与储水池连通；
所述发酵板3的一边通过铰链与发酵罐1内壁连接，所述发酵板3通过所述铰链在水平位置与竖直位置之间切换，发酵过程中发酵板3位于水平位置，发酵结束后，发酵板3处于垂直位置，使发酵后的物料在重量作用下落入所述物料收集板2；发酵罐下部的侧面设有物料出口；物料收集板2上收集的发酵后的物料，通过物料出口排出；
所述发酵罐1的至少一个侧壁上设有接种管12，所述接种管12设有种子出液孔，所述种子出液孔的位置与发酵板3的位置相匹配，使种子液从种子出液孔喷出的种子液落入发酵板3的培养空间内；所述接种管12与种子罐120 通过移种管连通；
所述发酵罐1的至少一个侧壁上还设有通风管11，所述通风管11设有通风孔，所述通风孔的位置与发酵板3的位置相匹配，使无菌空气从通风孔吹出的无菌空气进入发酵板3的培养空间内；所述通风管11与送气管路连通；
所述配料罐与种子罐120之间通过物料管连通，所述配料罐的底部设有氮气进口、氮气控制阀，氮气通过所述氮气进口进入所述配料罐，通过氮气对配料罐内的物料进行混合，物料通常为液体水和固态的培养基成分混合，输送至培养灌之前，物料在配料罐内充分混合，使固态养基成分充分溶解在水中，通常情况下使用搅拌装置搅拌混合液使物流混匀，但是搅拌装置增加了配料罐结构的复杂性，而且搅拌装置位于罐内与物料接触，使用之后清洗不方便，物料容易残留，长时间后容易染菌，可能影响正常的发酵培养，向配料罐内冲入带有一定压强的氮气，使配料罐内的物流在气流的作用下翻滚混合，也能实现充分溶解的效果。
作为可选的实施方式，所述储水池的出水管与热水罐320的进水管、冷水罐321的进水管通过三通阀连接。通过三通阀连接，简化了管路的结构，一根培养罐的夹套层的入口管便能满足，培养罐内温度的调控，避免了复杂的管路系统。
作为可选地实施方式，所述净水器包括串联连接的一级过滤芯41、二级过滤芯42以及三级过滤芯43；所述一级过滤芯41与二级过滤芯42之间设有安装第一切换阀51的连接管路；所述一级过滤芯41与三级过滤芯43之间设有安装第二切换阀52的连接管路。当水质较好时，关闭第一切换阀51，同时打开第二切换阀52，进水经过一级过滤芯41与三级过滤芯43，绕开一级过滤芯41，只是用两级过滤芯净化进水；当水质较差时，打开第一切换阀51，同时关闭第二切换阀52，进水经过一级过滤芯41、二级过滤芯42与三级过滤芯43，通过三级过滤进水，以满足蒸汽发生器对水质的要求。
作为可选的实施方式，所述移种管的入口管连接所述种子罐120的底部，所述移种管的出口管连接所述发酵罐1的接种管12的顶端，所述移种管上设置液压泵。
作为可选的实施方式，所述接种管12的出液孔至少为两个。设置的
作为可选的实施方式，所述通风管11上的通风孔至少为两个。
作为可选的实施方式，所述铰链通过电磁阀控制。
作为可选的实施方式，所述搅拌桨包括两层搅拌桨，分别位于所述种子罐 120的底部及中部。
作为可选的实施方式，所述种子罐120包括一级种子罐和二级种子罐，所述一级种子罐和二级种子罐通过移种管连通。
作为可选的实施方式，所述固态发酵系统还包括调控培养条件的控制装置，所述温度传感器与所述控制装置连接，并将温度信号传输给所述控制装置；所述控制装置根据温度传感器的信号值控制三通阀、各控温夹层31的夹层电磁阀33，以调节各层发酵板3的培养空间的培养温度。通过设置多个电磁阀，可以实现县各层发酵板3的单独控温，实现发酵条件的准确性。
作为可选的实施方式，所述控制装置包括控制器、显示器及控制面板。所述控制器接收传感器监测的信号，并发调控发酵条件的相应操作，所述显示器上能显示发酵过程中的温度、pH、溶氧数值。
Claims (10)
1.一种固态发酵系统，其特征在于，包括配料罐、培养罐、通气装置(110)、灭菌装置以及温度调节装置；
所述通气装置(110)包括依次连接的空压机、缓冲罐和除菌器，所述除菌器的进气口和出气口上设置有气水分离器，所述除菌器的送气管路与所述培养罐连通，向培养罐内输送无菌空气；
所述灭菌装置包括净水器、蒸汽发生器以及蒸汽管路，所述净水器的出水口连接蒸汽发生器，所述净水器的入水口连接补水管，所述净水器包括净水器外壳、至少两级过滤芯以及用于控制过滤芯级数的切换阀；所述灭菌装置通过蒸汽管路向培养罐内部通入高温蒸汽对培养罐进行灭菌；
所述培养罐包括种子罐(120)和发酵罐(1)，所述种子罐(120)和发酵罐(1)之间通过移种管连接；
所述发酵罐(1)的顶部设有出气口，所述出气口上设有由隔菌透气材料制成的盖体(13)；
所述种子罐(120)上设有搅拌装置，所述搅拌装置包括设置在种子罐(120)上端的搅拌电机，所述搅拌电机的转子上设置的延伸到所述种子罐(120)罐体内部的搅拌桨；
所述发酵罐(1)为长方体形，所述长方体形的发酵罐(1)内设有至少两层水平设置的长方形发酵板(3)，所述发酵罐(1)底部且位于所述发酵板(3)下方的位置设有物料收集板(2)；
任一所述发酵板(3)上方设有容纳微生物和培养基的培养空间，任一所述培养空间内均设有温度传感器；任一所述发酵板(3)底部设有控温夹层(31)，所述控温夹层(31)内冲入冷水或热水以调节培养空间的温度，所有所述控温夹层(31)的入水管在发酵罐(1)底部汇流于控温入水管(32)，所有所述控温夹层(31)的出水管在发酵罐(1)上部汇流于控温出水管(34)；所有所述控温夹层(31)的入水管上分别设有夹层电磁阀(33)；
所述温度调节装置包括热水罐(320)和冷水罐(321)，所述热水罐(320)内设有加热器；所述热水罐(320)的出水管、冷水罐(321)的出水管、以及控温入水管(32)通过三通阀连通，所述控温出水管(34)与储水池连通；
所述发酵板(3)的一边通过铰链与发酵罐(1)内壁连接，所述发酵板(3)通过所述铰链在水平位置与竖直位置之间切换，发酵过程中发酵板(3)位于水平位置，发酵结束后，发酵板(3)处于垂直位置，使发酵后的物料在重量作用下落入所述物料收集板(2)；发酵罐下部的侧面设有物料出口；物料收集板(2)上收集的发酵后的物料，通过物料出口排出；
所述发酵罐(1)的至少一个侧壁上设有接种管(12)，所述接种管(12)设有种子出液孔，所述种子出液孔的位置与发酵板(3)的位置相匹配，使种子液从种子出液孔喷出的种子液落入发酵板(3)的培养空间内；所述接种管(12)与种子罐(120)通过移种管连通；
所述发酵罐(1)的至少一个侧壁上还设有通风管(11)，所述通风管(11)设有通风孔，所述通风孔的位置与发酵板(3)的位置相匹配，使无菌空气从通风孔吹出的无菌空气进入发酵板(3)的培养空间内；所述通风管(11)与送气管路连通；
所述配料罐与种子罐(120)之间通过物料管连通，所述配料罐的底部设有氮气进口、氮气控制阀，氮气通过所述氮气进口进入所述配料罐，通过氮气对配料罐内的物料进行混合。
2.根据权利要求1所述的固态发酵系统，其特征在于，所述储水池的出水管与热水罐(320)的进水管、冷水罐(321)的进水管通过三通阀连接。
3.根据权利要求1所述的固态发酵系统，其特征在于，所述移种管的入口管连接所述种子罐(120)的底部，所述移种管的出口管连接所述发酵罐(1)的接种管(12)的顶端，所述移种管上设置液压泵。
4.根据权利要求1所述的固态发酵系统，其特征在于，所述接种管(12)的出液孔至少为两个。
5.根据权利要求1所述的固态发酵系统，其特征在于，所述通风管(11)上的通风孔至少为两个。
6.根据权利要求1所述的固态发酵系统，其特征在于，所述铰链通过电磁阀控制。
7.根据权利要求1所述的固态发酵系统，其特征在于，所述搅拌桨包括两层搅拌桨，分别位于所述种子罐(120)的底部及中部。
8.根据权利要求1所述的固态发酵系统，其特征在于，所述种子罐(120)包括一级种子罐和二级种子罐，所述一级种子罐和二级种子罐通过移种管连通。
9.根据权利要求1所述的固态发酵系统，其特征在于，所述固态发酵系统还包括调控培养条件的控制装置，所述温度传感器与所述控制装置连接，并将温度信号传输给所述控制装置；所述控制装置根据温度传感器的信号值控制三通阀、各控温夹层(31)的夹层电磁阀(33)，以调节各层发酵板(3)的培养空间的培养温度。
10.根据权利要求1所述的固态发酵系统，其特征在于，所述控制装置包括控制器、显示器及控制面板。
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-
2017
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117281045A (zh) * | 2023-11-22 | 2023-12-26 | 上海科缔联科技有限公司 | 一种植物组织培养罐的调温系统 |
| CN117281045B (zh) * | 2023-11-22 | 2024-02-13 | 上海科缔联科技有限公司 | 一种植物组织培养罐的调温系统 |
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