專利名稱：固態(tài)發(fā)酵設(shè)備及利用該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備制備紅曲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)發(fā)酵領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種防止雜菌污染和霉菌毒素產(chǎn)生，并在短時間內(nèi)大批量高效固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)，能夠確保同批同質(zhì)性和經(jīng)濟(jì)性的固態(tài)發(fā)酵設(shè)備及利用該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備制備紅曲的方法。
背景技術(shù)：
一般利用微生物制造食品中最具有代表性的發(fā)酵食品是發(fā)酵黃豆、辣椒等植物類生物的黃醬、辣醬等醬類食品。近來發(fā)現(xiàn)黃醬中含有大量抗癌成分并可預(yù)防成人病的成分之后，進(jìn)行對于此種醬類的研究也日趨多元化，另一邊則關(guān)注可制造此種醬類的微生物?？芍圃灬u類的微生物與現(xiàn)有的乳酸菌、醋酸菌等食品中的細(xì)菌類微生物最大區(qū)別點(diǎn)在于，可制造醬類的微生物大部分屬于真菌類的發(fā)霉性微生物，大部分真菌類的發(fā)霉性微生物分泌抗代謝物(Antimetabolite)。為了利用此種發(fā)霉性微生物發(fā)酵固態(tài)植物類生物過程中獲得其抗代謝物，發(fā)酵設(shè)備必須使用固態(tài)發(fā)酵罐設(shè)備。根據(jù)此種特點(diǎn)，利用此種發(fā)霉性微生物在發(fā)酵固態(tài)生物中無法適用現(xiàn)有的液態(tài)發(fā)酵方法和設(shè)備，在研究中也存在很大的缺點(diǎn)。尤其是，利用真菌類紅曲菌發(fā)酵大米的紅曲已有用于食品和中藥的幾千年歷史，七十年代日本遠(yuǎn)藤章(Akira Endo)教授發(fā)現(xiàn)，紅曲菌在發(fā)酵過程中分泌莫納克林K (Monacolin-K)，是一種降低膽固醇的抗代謝物，此抗代謝物與八十年代上市的新型調(diào)整血脂藥洛伐他汀(Lovastatin)同一成分。因此，紅曲大量用于食品、保健食品和藥品原料，最近紅曲產(chǎn)業(yè)越來越發(fā)展。原認(rèn)為通過深層發(fā)酵等現(xiàn)代方式的液態(tài)發(fā)酵可大量生產(chǎn)紅曲，但液態(tài)發(fā)酵時其莫納克林K含量很低無法大量生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)性很低，其產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)時機(jī)未到。目前一般通過曲池發(fā)酵等傳統(tǒng)方式的固態(tài)發(fā)酵而大量生產(chǎn)的紅曲主要用于食品原料，通過三角瓶發(fā)酵等現(xiàn)代方式的固態(tài)發(fā)酵而大量生產(chǎn)的紅曲主要用于保健食品和藥品原料。但，曲池發(fā)酵等傳統(tǒng)方式的固態(tài)發(fā)酵時大量產(chǎn)生桔霉素(Citrinin)，是一種對腎臟有毒害作用的霉菌毒素，發(fā)生食品安全問題。三角瓶發(fā)酵等現(xiàn)代方式的固態(tài)發(fā)酵時無法大批量生產(chǎn)，不能滿足國際上保健食品和藥品要求的同批同質(zhì)性(Homogeneity)。此兩種固態(tài)發(fā)酵方式均在曲池或三角瓶內(nèi)，難以同時解決投料后所有生產(chǎn)流程，較難高效地生產(chǎn)出非常安全的功能紅曲。因此，需研究出一種新的技術(shù)方案來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種固態(tài)發(fā)酵設(shè)備及利用該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備制備紅曲的方法，其有效防止雜菌污染和霉菌毒素產(chǎn)生，并能在短時間內(nèi)大批量高效固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)，確保了同批同質(zhì)性，且其經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案
一種固態(tài)發(fā)酵設(shè)備，包括有發(fā)酵罐、供給管、供給泵、攪拌葉片、驅(qū)動裝置、熱交換器、收集桶及支架，其中，該攪拌葉片設(shè)置于供給管上，該驅(qū)動裝置連接于發(fā)酵罐以旋轉(zhuǎn)發(fā)酵罐；該發(fā)酵罐具有用于投入或排放物料且?guī)ч_關(guān)功能的開口部、用于觀察其內(nèi)部狀態(tài)的觀察窗、用于取樣的取樣閥和用于排水、排氣、排蒸汽的排放閥，并于該發(fā)酵罐的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有多個排列盤；
該供給管穿過前述發(fā)酵罐的內(nèi)部且與前述發(fā)酵罐相固接，該供給管一端連通前述供給泵，另一端連通前述收集桶；于該供給管內(nèi)部設(shè)置有隔離壁以切斷該供給管，于隔離壁與供給泵之間的供給管上開設(shè)有供給口，于隔離壁與收集桶之間的供給管上開設(shè)有流出口 ；
該熱交換器通過冷氣傳輸裝置或熱氣傳輸裝置連接前述發(fā)酵罐以對發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵物進(jìn)行降溫或加溫。作為一種優(yōu)選方案，針對前述發(fā)酵罐，于該發(fā)酵罐下方設(shè)置有平衡板。作為一種優(yōu)選方案，所述收集桶與供給管之間設(shè)置有收集閥。作為一種優(yōu)選方案，所述隔離壁和前述供給泵之間的距離與隔離壁和收集閥之間的距離比為7 :3或9 :1。作為一種優(yōu)選方案，所述驅(qū)動裝置分別通過蝸輪減速器和逆變調(diào)速器連接于前述發(fā)酵罐。作為一種優(yōu)選方案，所述熱交換器進(jìn)一步連接有空氣流量計、空壓機(jī)和空氣過濾
ο作為一種優(yōu)選方案，于前述發(fā)酵罐外部設(shè)置有用于給發(fā)酵罐外表面灑冷水或熱水的灑水管。作為一種優(yōu)選方案，還包括有中央電子控制板，該中央電子控制板分別連接于前述發(fā)酵罐、供給管、供給泵、收集桶、驅(qū)動裝置、蝸輪減速器、逆變調(diào)速器及熱交換器。一種利用該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備制備紅曲的方法，其制備步驟如下
(1)泡料通過發(fā)酵罐的開口部將大米按一定數(shù)量倒入發(fā)酵罐中儲存，封閉開口部后驅(qū)動供給泵供給一定量的水至發(fā)酵罐內(nèi)，用以浸泡大米；
(2)洗料打開驅(qū)動裝置帶動發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)幾次，洗好大米后，打開排放閥將水排出；
(3)蒸料利用蒸汽鍋爐生產(chǎn)高溫蒸汽，再將高溫蒸氣以一定壓力供給發(fā)酵罐內(nèi)用以蒸大米，蒸后，打開排放閥將蒸汽排出；
(4)冷卻利用空壓機(jī)及空氣過濾器分離出無菌空氣，再將無菌空氣加入發(fā)酵罐內(nèi)，對蒸后的大米進(jìn)行冷卻；
(5)分離打開電動機(jī)帶動發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)幾次，對冷卻后的大米塊進(jìn)行分離；
(6)接種利用微生物種子罐提前準(zhǔn)備紅曲菌種，再將紅曲菌種供至發(fā)酵罐內(nèi)大米中；
(7)混合啟動驅(qū)動裝置通過蝸輪減速器及逆變調(diào)速器將發(fā)酵罐按一定轉(zhuǎn)數(shù)及一定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將發(fā)酵罐內(nèi)的紅曲菌種和大米充分?jǐn)嚢杓盎旌希?br> (8)保溫通過熱交換器持續(xù)將無菌空氣供給發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵中的大米以維持發(fā)酵罐內(nèi)最合適的溫度，并將微生物種子罐生產(chǎn)的無菌水持續(xù)供入發(fā)酵罐內(nèi)以維持發(fā)酵罐內(nèi)最合適的濕度；
(9)發(fā)酵利用驅(qū)動裝置適當(dāng)維持發(fā)酵罐的旋轉(zhuǎn)速度，一邊通過測量器觀察發(fā)酵罐內(nèi)的溫度及濕度，一邊通過觀察窗檢查發(fā)酵罐內(nèi)大米的發(fā)酵狀態(tài)；發(fā)酵罐內(nèi)的排列盤和供給管上的攪拌葉片將蒸后的大米充分進(jìn)行攪拌及混合，并通過取樣閥采取發(fā)酵中的大米樣品， 以測定發(fā)酵罐內(nèi)大米的發(fā)酵程度；(10)收獲前述步驟(9)中大米的發(fā)酵程度合格之后，打開開口部收集發(fā)酵好的大米， 即紅曲。作為一種優(yōu)選方案，當(dāng)所收集的紅曲內(nèi)不需要含存活的微生物時，于完成前述步驟(9 )后，先將在蒸汽鍋爐生產(chǎn)的高溫蒸氣輸送到發(fā)酵罐內(nèi)，紅曲的微生物通過高壓滅菌處理后，再進(jìn)行前述步驟(10)以收集該紅曲。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，其有益效果在于，主要系通過發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)的方式來實(shí)現(xiàn)對物料的攪拌及混合，使得發(fā)酵罐內(nèi)一次能夠進(jìn)行大批量發(fā)酵生產(chǎn)，投料后至收獲發(fā)酵物前的生產(chǎn)流程合并在發(fā)酵罐內(nèi)部解決，該生產(chǎn)流程中供入發(fā)酵罐內(nèi)的空氣和水均為無菌的，有效防止雜菌污染和霉菌毒素產(chǎn)生；而且按優(yōu)化的發(fā)酵條件隨時可控制發(fā)酵罐的旋轉(zhuǎn)速度和方向以及發(fā)酵罐中內(nèi)的溫度、濕度、壓力、空氣流量等，以及，前述發(fā)酵罐和其周邊裝置分別與中央電子控制板連接，該中央電子控制板實(shí)現(xiàn)了該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備的自動化生產(chǎn)作業(yè)；藉此，應(yīng)用本發(fā)明之固態(tài)發(fā)酵設(shè)備能在短時間內(nèi)大批量高效、安全地進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)，確保了同批同質(zhì)性，同時，在生產(chǎn)單價上，降低了運(yùn)營費(fèi)用及滅菌費(fèi)用，提高了其經(jīng)濟(jì)性。為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1為本發(fā)明之較佳實(shí)施例中固態(tài)發(fā)酵設(shè)備的剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明之較佳實(shí)施例中固態(tài)發(fā)酵設(shè)備的側(cè)面示意圖。附圖標(biāo)識說明
1、發(fā)酵罐2、供給管3、供給泵4、收集桶5、蝸輪減速器6、電動機(jī)6-1、逆變調(diào)速器7、支架8、閥門8-1、收集閥8-2、取樣閥8-3、排放閥9、平衡板10、空氣流量計11、開口部12、測量器13、觀察窗14、排列盤15、攪拌葉片16、供給口16-1、流出口17、隔離壁18、灑水管19、熱交換器20、中央電子控制板21、空壓機(jī)21-1、空氣過濾器22、蒸汽鍋爐23、微生物種子罐。
具體實(shí)施例方式請參見圖1至圖2所示，其顯示出了本發(fā)明之較佳實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，包括有發(fā)酵罐1、供給管2、供給泵3、攪拌葉片15、驅(qū)動裝置(于本實(shí)施例中為電動機(jī)6)、熱交換器19、 收集桶4、支架7和中央電子控制板20，該中央電子控制板20分別連接于前述發(fā)酵罐1及其周邊裝置，以實(shí)現(xiàn)該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備的自動化生產(chǎn)作業(yè)。其中，該發(fā)酵罐1為上下封閉橫放的圓桶，其內(nèi)部空間為封閉狀態(tài)，圓桶曲面的上面中央部分設(shè)置有用于投入或排放物料且?guī)ч_關(guān)功能的開口部11，該發(fā)酵罐1還具有用于觀察其內(nèi)部狀態(tài)的觀察窗13、用于取樣的取樣閥8-2和用于排水、排氣、排蒸汽的排放閥 8-3，并于該發(fā)酵罐1的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有多個排列盤14，該排列盤14用于防止通過開口部 11投入發(fā)酵罐1的谷物和物料堆積，同時使發(fā)酵罐1內(nèi)藏的谷物和物料以向中央部聚集及向兩側(cè)面分散的方式均勻混合及充分分離；并針對該發(fā)酵罐1，于該發(fā)酵罐1下方設(shè)置有平衡板9，于本實(shí)施例中，該平衡板9位于發(fā)酵罐1的正對下面，使得發(fā)酵罐1不偏重而易于前后旋轉(zhuǎn)之操作。該供給管2用于將在發(fā)酵中所需要的物料輸送到發(fā)酵罐1內(nèi)部，其具體要求結(jié)構(gòu)為該供給管2穿過前述發(fā)酵罐1的內(nèi)部且與前述發(fā)酵罐1相固接，該供給管2—端連通前述供給泵3，另一端連通前述收集桶4，且該收集桶4與供給管2之間設(shè)置有收集閥8-1，收集閥8-1的打開和關(guān)閉用以控制收集桶4適時收集發(fā)酵過程中流出的供應(yīng)物料；其中，通過前述供給泵3供給的物料流入發(fā)酵罐1內(nèi)部之前，為防止混合并可定量切斷而設(shè)置了數(shù)個閥門8，即，上述各閥門8設(shè)置于各供應(yīng)物料的相應(yīng)供給渠道上，根據(jù)此閥門8的選擇性開關(guān)作用，各種水、無菌空氣、高溫蒸氣及微生物菌種等供應(yīng)物料在供給泵2的作用下，通過供給管2投入到發(fā)酵罐1中；以及，于該供給管2內(nèi)部設(shè)置有隔離壁17以切斷該供給管2，該隔離壁17和前述供給泵3之間的距離與隔離壁17和收集閥8-1之間的較佳距離比為7 3 或9 :1，于隔離壁17與供給泵3之間的供給管2上開設(shè)有供給口 16，于隔離壁17與收集桶 4之間的供給管2上開設(shè)有流出口 16-1 ；前述攪拌葉片15設(shè)置于該供給管2上，用于攪拌發(fā)酵罐1內(nèi)的物料。前述電動機(jī)6通過渦輪減速器5連接于發(fā)酵罐1的外部，將電動機(jī)6中產(chǎn)生的驅(qū)動力傳輸?shù)桨l(fā)酵罐1，而使發(fā)酵罐1按一定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；以及，該電動機(jī)6進(jìn)一步連接有逆變調(diào)速器6-1，以控制發(fā)酵罐1的旋轉(zhuǎn)方向和速度。需要指出的是，前述蝸輪減速器5可用輸送帶或齒輪等其他動力傳輸裝置代替，該電動機(jī)6可用其它能夠符合前述發(fā)酵罐1的旋轉(zhuǎn)操作之動力要求的其他動力產(chǎn)生裝置。
該熱交換器19通過冷氣傳輸裝置或熱氣傳輸裝置連接前述發(fā)酵罐1以對發(fā)酵罐1 內(nèi)的發(fā)酵物進(jìn)行降溫或加溫，于本實(shí)施例中，前述發(fā)酵罐1外部設(shè)置有用于給發(fā)酵罐1外表面灑冷水或熱水的灑水管18，這樣，能夠輔助前述熱交換器19對發(fā)酵物進(jìn)行降溫或加溫； 以及，前述熱交換器19進(jìn)一步連接有空氣流量計10、空壓機(jī)21和空氣過濾器21-1，該空氣流量計10用以控制前述發(fā)酵罐1內(nèi)的空氣流量，而空壓機(jī)21與空氣過濾器21-1配合用于向前述發(fā)酵罐1內(nèi)供應(yīng)無菌空氣。本發(fā)明的固態(tài)發(fā)酵罐設(shè)備以真菌類微生物發(fā)酵谷類(如大米、大麥、小麥、燕麥、玉米等)，其制作紅曲的步驟如下
(1)泡料通過發(fā)酵罐1的開口部11將大米按一定數(shù)量倒入發(fā)酵罐1中儲存，封閉開口部11后驅(qū)動供給泵3供給一定量的水，此時，供給的水通過供給管2的供給口 16流入于發(fā)酵罐1中，用以浸泡大米；
(2)洗料打開電動機(jī)6帶動發(fā)酵罐1旋轉(zhuǎn)幾次，洗好大米后，打開排放閥8-3將水排
出；
(3)蒸料利用蒸汽鍋爐22生產(chǎn)高溫蒸汽，再將高溫蒸氣以一定壓力供給發(fā)酵罐1內(nèi)用以蒸大米，蒸后，打開排放閥8-3將蒸汽排出；(4)冷卻利用空壓機(jī)21及空氣過濾器21-1分離出無菌空氣，再將無菌空氣加入發(fā)酵罐1內(nèi)，對蒸后的大米進(jìn)行冷卻；
(5)分離打開電動機(jī)6帶動發(fā)酵罐1旋轉(zhuǎn)幾次，對冷卻后的大米塊進(jìn)行分離；
(6)接種利用微生物種子罐23提前準(zhǔn)備紅曲菌種，再將紅曲菌種供至發(fā)酵罐1內(nèi)大米中；
(7)混合啟動驅(qū)動裝置(如上述電動機(jī)6)通過蝸輪減速器5及逆變調(diào)速器6-1將發(fā)酵罐1按一定轉(zhuǎn)數(shù)及一定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將發(fā)酵罐1內(nèi)的紅曲菌種和大米充分?jǐn)嚢杓盎旌希?br> (8)保溫通過熱交換器19持續(xù)將無菌空氣供給發(fā)酵罐1內(nèi)發(fā)酵中的大米以維持發(fā)酵罐1內(nèi)最合適的溫度，并將微生物種子罐23生產(chǎn)的無菌水持續(xù)供入發(fā)酵罐1內(nèi)以維持發(fā)酵罐1內(nèi)最合適的濕度；
(9)發(fā)酵利用驅(qū)動裝置(如上述電動機(jī)6)適當(dāng)維持發(fā)酵罐1的旋轉(zhuǎn)速度，一邊通過測量器12觀察發(fā)酵罐1內(nèi)的溫度及濕度，一邊通過觀察窗13檢查發(fā)酵罐1內(nèi)大米的發(fā)酵狀態(tài)(前述兩個觀察窗13中一側(cè)將透過光線，另一側(cè)可用于觀察內(nèi)部的狀態(tài))；為了維持優(yōu)化的發(fā)酵條件，利用在熱交換器19生產(chǎn)的冷氣或熱氣及從灑水管18撒布冷水或熱水于發(fā)酵罐1外表面上以維持發(fā)酵罐1內(nèi)最合適的溫度；發(fā)酵罐1內(nèi)的排列盤14和供給管2上的攪拌葉片15將蒸后的大米充分進(jìn)行攪拌及混合；一定時間后，通過取樣閥8-2采取發(fā)酵中的大米樣品，以測定發(fā)酵罐1內(nèi)大米的發(fā)酵程度；
(10)收獲前述步驟(9)中大米的發(fā)酵程度合格之后，打開開口部11收集發(fā)酵好的大米，即紅曲。需要說明的是，如果使用者僅需收獲上述的紅曲等谷類發(fā)酵物，而所收集的紅曲內(nèi)不需要含存活的微生物時，于完成前述步驟(9)后，先將在蒸汽鍋爐22生產(chǎn)的高溫蒸氣輸送到發(fā)酵罐1內(nèi)，發(fā)酵物的微生物通過高壓滅菌處理后，再進(jìn)行前述步驟(10)以收集該發(fā)酵物。上述發(fā)酵物可從開口部11收集處理，將發(fā)酵罐1旋轉(zhuǎn)以使得開口部朝下，打開開口部11收集發(fā)酵物即可；并且，收集發(fā)酵物后將開口部11封閉，重新旋轉(zhuǎn)發(fā)酵罐1，在發(fā)酵罐1內(nèi)部設(shè)置的排列盤14的作用下，未收集的發(fā)酵物又重新集中起來，再開放開口部11收集剩余的發(fā)酵物。接下來，詳述應(yīng)用上述制備方法獲得紅曲的實(shí)驗數(shù)據(jù)如下
將大米1，IOOkg裝入發(fā)酵罐1中再倒入1，100L水，加蒸氣滅菌獲得硬飯進(jìn)行冷卻，接入液態(tài)培養(yǎng)的紅曲菌種110kg。之后，按Irpm的速度旋轉(zhuǎn)發(fā)酵罐1，發(fā)酵15日。通過觀察窗13，確認(rèn)硬飯全面起紅色后，注入高溫蒸氣高壓滅菌，吹入熱風(fēng)干燥后，結(jié)果獲得了莫納克林K (Monacolin-K)含量5mg/g以上及桔霉素(Citrinin)限量0. 01mg/kg以下的功能紅曲 1，000kg。上述結(jié)果表明，與深層發(fā)酵等現(xiàn)代方式的液態(tài)發(fā)酵方法相比，在功能性方面紅曲的莫納克林K (Monacolin-K)含量增加了 100倍以上，與曲池發(fā)酵等傳統(tǒng)方式的固態(tài)發(fā)酵方法相比，在安全性方面紅曲的桔霉素(Citrinin)限量減少了 100倍以上，與三角瓶發(fā)酵等現(xiàn)代方式的固態(tài)發(fā)酵方法相比，在同批同質(zhì)性(Homogeneity)方面紅曲的一批生產(chǎn)量增加了 2，000倍以上。上述功能紅曲，在功能性及安全性方面均超過韓國食品醫(yī)藥品安全廳 (KFDA)制定保健食品用功能紅曲的國標(biāo)(Monacolin-K彡0. 5mg/g，Citrinin ( 0. 05mg/ kg)，并在同批同質(zhì)性(Homogeneity)方面充分滿足國際上保健食品和藥品的要求。
本發(fā)明的設(shè)計重點(diǎn)在于，主要系通過發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)的方式來實(shí)現(xiàn)對物料的攪拌及混合，使得發(fā)酵罐內(nèi)一次能夠進(jìn)行大批量發(fā)酵生產(chǎn)，投料后至收獲發(fā)酵物前的生產(chǎn)流程合并在發(fā)酵罐內(nèi)部解決，該生產(chǎn)流程中供入發(fā)酵罐內(nèi)的空氣和水均為無菌的，有效防止雜菌污染和霉菌毒素產(chǎn)生；而且按優(yōu)化的發(fā)酵條件隨時可控制發(fā)酵罐的旋轉(zhuǎn)速度和方向以及發(fā)酵罐中內(nèi)的溫度、濕度、壓力、空氣流量等，以及，前述發(fā)酵罐和其周邊裝置分別與中央電子控制板連接，該中央電子控制板實(shí)現(xiàn)了該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備的自動化生產(chǎn)作業(yè)；藉此，應(yīng)用本發(fā)明之固態(tài)發(fā)酵設(shè)備能在短時間內(nèi)大批量高效、安全地進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)，確保了同批同質(zhì)性， 同時，在生產(chǎn)單價上，降低了運(yùn)營費(fèi)用及滅菌費(fèi)用，提高了其經(jīng)濟(jì)性。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制， 故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)發(fā)酵設(shè)備，其特征在于包括有發(fā)酵罐、供給管、供給泵、攪拌葉片、驅(qū)動裝置、熱交換器、收集桶及支架，其中，該攪拌葉片設(shè)置于供給管上，該驅(qū)動裝置連接于發(fā)酵罐以旋轉(zhuǎn)發(fā)酵罐；該發(fā)酵罐具有用于投入或排放物料且?guī)ч_關(guān)功能的開口部、用于觀察其內(nèi)部狀態(tài)的觀察窗、用于取樣的取樣閥和用于排水、排氣、排蒸汽的排放閥，并于該發(fā)酵罐的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有多個排列盤；該供給管穿過前述發(fā)酵罐的內(nèi)部且與前述發(fā)酵罐相固接，該供給管一端連通前述供給泵，另一端連通前述收集桶；于該供給管內(nèi)部設(shè)置有隔離壁以切斷該供給管，于隔離壁與供給泵之間的供給管上開設(shè)有供給口，于隔離壁與收集桶之間的供給管上開設(shè)有流出口 ；該熱交換器通過冷氣傳輸裝置或熱氣傳輸裝置連接前述發(fā)酵罐以對發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵物進(jìn)行降溫或加溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵設(shè)備，其特征在于針對前述發(fā)酵罐，于該發(fā)酵罐下方設(shè)置有平衡板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵設(shè)備，其特征在于所述收集桶與供給管之間設(shè)置有收集閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵設(shè)備，其特征在于所述隔離壁和前述供給泵之間的距離與隔離壁和收集閥之間的距離比為7 :3或9 :1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵設(shè)備，其特征在于所述驅(qū)動裝置分別通過蝸輪減速器和逆變調(diào)速器連接于前述發(fā)酵罐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵設(shè)備，其特征在于所述熱交換器進(jìn)一步連接有空氣流量計、空壓機(jī)和空氣過濾器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵設(shè)備，其特征在于于前述發(fā)酵罐外部設(shè)置有用于給發(fā)酵罐外表面灑冷水或熱水的灑水管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)發(fā)酵設(shè)備，其特征在于還包括有中央電子控制板，該中央電子控制板分別連接于前述發(fā)酵罐、供給管、供給泵、收集桶、驅(qū)動裝置、蝸輪減速器、逆變調(diào)速器及熱交換器。
9.一種利用該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備制備紅曲的方法，其特征在于其制備步驟如下(1)泡料通過發(fā)酵罐的開口部將大米按一定數(shù)量倒入發(fā)酵罐中儲存，封閉開口部后驅(qū)動供給泵供給一定量的水至發(fā)酵罐內(nèi)，用以浸泡大米；(2)洗料打開驅(qū)動裝置帶動發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)幾次，洗好大米后，打開排放閥將水排出；(3)蒸料利用蒸汽鍋爐生產(chǎn)高溫蒸汽，再將高溫蒸氣以一定壓力供給發(fā)酵罐內(nèi)用以蒸大米，蒸后，打開排放閥將蒸汽排出；(4)冷卻利用空壓機(jī)及空氣過濾器分離出無菌空氣，再將無菌空氣加入發(fā)酵罐內(nèi)，對蒸后的大米進(jìn)行冷卻；(5)分離打開電動機(jī)帶動發(fā)酵罐旋轉(zhuǎn)幾次，對冷卻后的大米塊進(jìn)行分離；(6)接種利用微生物種子罐提前準(zhǔn)備紅曲菌種，再將紅曲菌種供至發(fā)酵罐內(nèi)大米中；(7)混合啟動驅(qū)動裝置通過蝸輪減速器及逆變調(diào)速器將發(fā)酵罐按一定轉(zhuǎn)數(shù)及一定速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將發(fā)酵罐內(nèi)的紅曲菌種和大米充分?jǐn)嚢杓盎旌希?8)保溫通過熱交換器持續(xù)將無菌空氣供給發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵中的大米以維持發(fā)酵罐內(nèi)最合適的溫度，并將微生物種子罐生產(chǎn)的無菌水持續(xù)供入發(fā)酵罐內(nèi)以維持發(fā)酵罐內(nèi)最合適的濕度；(9)發(fā)酵利用驅(qū)動裝置適當(dāng)維持發(fā)酵罐的旋轉(zhuǎn)速度，一邊通過測量器觀察發(fā)酵罐內(nèi)的溫度及濕度，一邊通過觀察窗檢查發(fā)酵罐內(nèi)大米的發(fā)酵狀態(tài)；發(fā)酵罐內(nèi)的排列盤和供給管上的攪拌葉片將蒸后的大米充分進(jìn)行攪拌及混合，并通過取樣閥采取發(fā)酵中的大米樣品， 以測定發(fā)酵罐內(nèi)大米的發(fā)酵程度；(10)收獲前述步驟(9)中大米的發(fā)酵程度合格之后，打開開口部收集發(fā)酵好的大米， 即紅曲。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備制備紅曲的方法，其特征在于當(dāng)所收集的紅曲內(nèi)不需要含存活的微生物時，于完成前述步驟(9)后，先將在蒸汽鍋爐生產(chǎn)的高溫蒸氣輸送到發(fā)酵罐內(nèi)，紅曲的微生物通過高壓滅菌處理后，再進(jìn)行前述步驟(10)以收集該紅曲ο
全文摘要
本發(fā)明公開一種固態(tài)發(fā)酵設(shè)備及利用該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備制備紅曲的方法，該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備包括有發(fā)酵罐、供給管、供給泵、攪拌葉片、驅(qū)動裝置、熱交換器、收集桶及支架，其中，該攪拌葉片設(shè)置于供給管上，該驅(qū)動裝置連接于發(fā)酵罐以旋轉(zhuǎn)該發(fā)酵罐；通過將投料后至收獲發(fā)酵物前的生產(chǎn)流程合并在發(fā)酵罐內(nèi)部解決，防止了雜菌污染和霉菌毒素產(chǎn)生，而且按優(yōu)化的發(fā)酵條件隨時控制發(fā)酵罐的旋轉(zhuǎn)速度和方向以及發(fā)酵罐中內(nèi)的溫度、濕度、壓力、空氣流量等，以及，設(shè)置有中央電子控制板分別連接于發(fā)酵罐和其周邊裝置，實(shí)現(xiàn)了該固態(tài)發(fā)酵設(shè)備的自動化生產(chǎn)作業(yè)，藉此，能在短時間內(nèi)大批量高效、安全地進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)，確保了同批同質(zhì)性，同時，提高了其經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號A23P1/00GK102318789SQ20111015983
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者楊曉暾, 鄭好軫 申請人:東莞市天益生物發(fā)酵技術(shù)有限公司