專利名稱：一種封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)裝置，具體地說是利用微生物固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，工業(yè)化生產(chǎn)單細胞蛋白或菌體培養(yǎng)用的封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器。
隨著養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，動物飼料蛋白越來越感到不足，國外從本世紀六十年代起，在配合飼料中添加單細胞蛋白(SCP＝Single Cell Protein)逐步緩解了動物蛋白短缺的局面。自80年代起，我國也開始利用農(nóng)產(chǎn)品深加工的廢棄物提取單細胞蛋白，以緩解我國動物蛋白(魚粉)進口的局面。
利用微生物發(fā)酵技術(shù)提取單細胞蛋白，可分為液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵兩種方式。目前適用于工業(yè)化大批量生產(chǎn)用的固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器在國內(nèi)還沒有實用化。國內(nèi)少數(shù)單位引進了日本滕原株式會社制造的旋轉(zhuǎn)式自動制曲機，日本的這種制曲機是采用中心支柱支撐著直徑十米的園形發(fā)酵床轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，園形發(fā)酵床的邊緣與發(fā)酵室內(nèi)壁之間的間隙要求很嚴格，難以調(diào)整。日本的制曲機采用從室壁的側(cè)面送風(fēng)，從室壁的另一側(cè)面出風(fēng)。這樣以來風(fēng)速、風(fēng)壓及風(fēng)量分配不均勻，能源消耗很高。
本發(fā)明的目的是提供一種制造安裝容易，調(diào)整方便、送氣均勻，能耗低的封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器。
本發(fā)明的封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)由三部分組成第一部分是主發(fā)酵罐，第二部分是環(huán)形支架，第三部分是發(fā)酵物料的輸入、輸出裝置。
主發(fā)酵罐的主體是園筒形，具有漏斗形的罐底和倒漏斗形的頂蓋，在罐底不同的部位上按裝有24個托輪與設(shè)在環(huán)形支架上表面的環(huán)形軌道接觸，將主發(fā)酵罐托起。在漏斗形罐底的上部帶有環(huán)形齒圈，安裝在環(huán)形支架上的驅(qū)動電機帶動環(huán)形齒圈，使主發(fā)酵罐能夠左右轉(zhuǎn)動。
主發(fā)酵罐內(nèi)部接近發(fā)酵罐底部帶有發(fā)酵床，發(fā)酵床的邊緣與發(fā)酵罐的壁是連在一起的。發(fā)酵床面上布滿直徑2毫米的透氣孔，發(fā)酵床的中心部位開有一個園形的出料口。出料口中立有四根立柱用以支撐發(fā)酵床上的料刮平裝置和翻料裝置。這四根立柱固定在發(fā)酵床上叫中心支架。
料刮平板和翻料裝置通過渦輪渦桿與設(shè)在發(fā)酵罐內(nèi)壁發(fā)酵床上部的園形齒條相聯(lián)系，發(fā)酵罐轉(zhuǎn)動時帶動料刮平板和翻料裝置完成所需要的動作，即發(fā)酵物料翻松，刮平或?qū)l(fā)酵完畢的物料推向出料口。發(fā)酵罐的頂部設(shè)有抽風(fēng)機和進料口。
本發(fā)明的環(huán)形支架上部帶有環(huán)形軌道，并安裝一臺驅(qū)動電機，在環(huán)形支架的底部中心部位有送氣平臺，在送氣平臺上有上錯氣口和下錯氣口，上錯氣口與發(fā)酵罐體相連接，可隨罐體自由旋轉(zhuǎn)，下錯氣口固定在送氣平臺上與送風(fēng)管道連接。上、下錯氣口活動聯(lián)接，鼓風(fēng)時空氣由此進入發(fā)酵罐體內(nèi)。
本發(fā)明的發(fā)酵物料輸入輸出系統(tǒng)包括設(shè)在發(fā)酵罐頂部的進料口，設(shè)在發(fā)酵床上中心部位正對進料口的分料錐體，還有出料口蓋及與之相連的出料口蓋提拉手柄，環(huán)形支架下部備有物料輸出傳送帶，發(fā)酵完畢的物料由出料口，經(jīng)過錯氣口落入到物料輸出傳送帶上，傳送到包裝袋中。以下結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和工作原理

圖1.封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2.料刮平板的結(jié)構(gòu)及工作原理圖；圖3.料刮平板腑視圖；圖4.驅(qū)動電機與發(fā)酵罐連接示意圖；圖5.發(fā)酵罐底的托輪與環(huán)形軌道剖面5(a)槽形園環(huán)軌道圖5(b)鐵路路軌式園環(huán)軌道圖5(c)帶有多個滾輪的園環(huán)軌道圖中1-主發(fā)酵罐2-料刮平機構(gòu) 3-料刮平板4-齒輪5-環(huán)形齒條 6-發(fā)酵床7-驅(qū)動電機8-環(huán)形支架 9-送風(fēng)管道10-送氣平臺 11-下錯氣口 12-上錯氣口13-托輪和環(huán)形軌道 14-漏斗形罐底15-料輸出傳送帶16-托輪和環(huán)形輕道 17-環(huán)形齒輪 18-齒輪19-翻料裝置 20-出料口蓋21-出料口蓋捉拉手柄 22-分料錐體 23-輸入料斗24-引風(fēng)機 25-引風(fēng)口26-中心支架27-渦桿 28-渦輪29-發(fā)酵罐體外部齒圈 30-齒輪 31-變速箱32-與罐體相連的支架 33-軸34-滾輪35-軌道工作原理如下經(jīng)蒸煮、冷卻后的發(fā)酵物料通過輸入料斗(23)送入發(fā)酵罐(1)體內(nèi)，在分料錐體(22)的作用下，使發(fā)酵物料均勻地落到發(fā)酵床(6)上。在驅(qū)動電機(7)的推動下發(fā)酵罐體(1)順時針方向旋轉(zhuǎn)，這時發(fā)酵床(6)上部的園形齒條(17)順時針方向旋轉(zhuǎn)，通過傳動齒輪和渦輪、渦桿系統(tǒng)(4，27，28)，使料刮平板(3)緩緩上升，將送入的物料不斷推向發(fā)酵床(6)的外沿，最后使發(fā)酵物料攤平。入料結(jié)束時料刮平板仃在最高位置不動。
在開始發(fā)酵工序時，先將輸入料斗(23)移走，將引風(fēng)口(25)接至出風(fēng)管道(用戶自定)。外面的新鮮空氣經(jīng)鼓風(fēng)機通過送風(fēng)管道(9)經(jīng)下錯氣口(11)和上錯氣口(12)進入發(fā)酵罐體(1)內(nèi)，再穿過發(fā)酵床(6)上的小孔，供給發(fā)酵物料。發(fā)酵物料產(chǎn)生的發(fā)酵熱，通過發(fā)酵罐體(1)頂部的引風(fēng)機(24)將發(fā)酵熱帶走。
當(dāng)需要翻料時，發(fā)酵罐體(1)在驅(qū)動電機(7)的作用下使罐體(1)逆時針方向旋轉(zhuǎn)，通過罐體(1)，內(nèi)壁上的園形齒條(5，17)，分別帶動傳動齒輪(4，18)使翻料機構(gòu)(19)及刮平機構(gòu)(2)工作，將發(fā)酵物料翻松后，并再次刮平。
在發(fā)酵過程結(jié)束需要出料時，仃止送風(fēng)將傳送帶(15)推入到送氣平臺(10)里面，對準錯氣口(11)旋轉(zhuǎn)出料口蓋的提拉手柄(21)提起出料口蓋(20)打開出料口，啟動驅(qū)動電機(7)使發(fā)酵罐(1)逆時針方向旋轉(zhuǎn)，發(fā)酵床(6)上的園形齒條(17)逆時針方向轉(zhuǎn)動，通過傳動齒輪(4)及渦桿、渦輪機構(gòu)(27，28)，使料刮平板(3)緩緩下降，分層逐步將發(fā)酵的物料，趕至發(fā)酵床(6)中心部位的出料口，直到把料全部出完，料刮平板(3)與發(fā)酵床(6)面接觸時則仃止不動。發(fā)酵物料經(jīng)出料口和錯氣口(11)落到傳送帶(15)上，被輸送到罐體(1)的外部，整個發(fā)酵反應(yīng)過程結(jié)束。
本發(fā)明的封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器其優(yōu)點主要是發(fā)酵床(6)和發(fā)酵罐(1)是連在一起的，發(fā)酵罐(1)在24個托輪(13，16)的支撐下，在環(huán)形支架(8)的軌道(35)上轉(zhuǎn)動，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計容易加工，安裝調(diào)試、維修方便、轉(zhuǎn)動靈活。本發(fā)明的送風(fēng)系統(tǒng)采用了由發(fā)酵罐(1)的底部中心進風(fēng)，由發(fā)酵罐體(1)頂部中央出風(fēng)，風(fēng)速、風(fēng)壓及風(fēng)量分布均勻，能源消耗大大降低。本發(fā)明的進出料系統(tǒng)和翻松、刮平機構(gòu)保證了整個發(fā)酵系統(tǒng)的密閉性和自動化，同時保證了發(fā)酵物料的均勻分散，反應(yīng)完全充分。
本發(fā)明的封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器用于工業(yè)化生產(chǎn)單細胞蛋白和菌體培養(yǎng)，取得了良好的效果。本發(fā)明的固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器也可以用于其他微生物發(fā)酵的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，例如制藥、酒類制曲、釀造業(yè)、配合飼料，以及發(fā)酵飼料等行業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于a)主發(fā)酵罐的主體是園筒形，具有漏斗形的罐底和倒漏斗形的頂蓋，在罐底不同的部位上按裝有24個托輪與環(huán)形軌道接觸，將主發(fā)酵罐托起，在漏斗形罐底的上部帶有環(huán)形齒圈，安裝在環(huán)形支架上的驅(qū)動電機帶動環(huán)形齒圈，使主發(fā)酵罐能夠左右轉(zhuǎn)動；b)主發(fā)酵罐內(nèi)部接近發(fā)酵罐底部帶有發(fā)酵床，發(fā)酵床的邊緣與發(fā)酵罐的壁是連在一起的，發(fā)酵床面上布滿直徑2毫米的透氣孔，發(fā)酵床的中心部位開有一個園形出料口；c)發(fā)酵床上部設(shè)有料刮平裝置和翻料裝置，其一端由穿過出料口，固定在發(fā)酵床上的立柱支撐，另一端通過齒輪與設(shè)在發(fā)酵罐內(nèi)壁上的園形齒條連接；d)發(fā)酵罐的頂部設(shè)有抽風(fēng)機和進料口；e)支撐主發(fā)酵罐的環(huán)形支架上部帶有環(huán)形軌道，并安裝一臺驅(qū)動電機，在環(huán)形支架的底部中心部位有送氣平臺，在送氣平臺上有上錯氣口和下錯氣口，上錯氣口與發(fā)酵罐體連接，可隨罐體轉(zhuǎn)動，下錯氣口固定在送氣平臺上與送風(fēng)管道連接，上、下錯氣口活動聯(lián)接；f)發(fā)酵物料輸入、輸出系統(tǒng)包括設(shè)在發(fā)酵罐頂部的進料口，設(shè)在發(fā)酵床上中心部位正對進料口的分料錐體，還有出料口蓋及與之相連的出料口蓋提拉手柄，環(huán)形支架的下部備有物料輸出傳送帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器，其特征是所述的驅(qū)動電機能夠正、反兩個方向旋轉(zhuǎn)，通過變速箱齒輪帶動發(fā)酵罐下部的齒圈，使發(fā)酵罐根據(jù)需要順時針方向旋轉(zhuǎn)或逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于所述的料刮平裝置由刮板和渦輪、渦桿及齒輪幾部分構(gòu)成，在設(shè)在發(fā)酵罐壁上的園形齒輪條帶動下，能夠升高、下降并改變刮板的方向，具有將發(fā)酵物料攤平或者將物料推向出料口的功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式全自動固態(tài)發(fā)應(yīng)器，其特征是所述的出料口蓋及與之相連的出料口蓋提拉手柄，轉(zhuǎn)動提拉手柄可以將出料口蓋提起或放下，即打開出料口或封閉出料口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器，其特征是所述的物料輸出傳送帶，在送風(fēng)時可以從送氣平臺內(nèi)拉出，出料時將傳送帶推入送氣平臺內(nèi)部對準錯氣口的位置。
6.一種封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器，其特征在于該反應(yīng)器可用于工業(yè)化生產(chǎn)單細胞蛋白和菌體培養(yǎng)，還可用于其他微生物發(fā)酵的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，例如制藥、酒類制曲、釀造業(yè)、配合飼料以及發(fā)酵飼料的生產(chǎn)過程中。
全文摘要
本發(fā)明的封閉式全自動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器由主發(fā)酵罐，環(huán)形支架和物料輸入輸出系統(tǒng)三部分構(gòu)成，主發(fā)酵罐由24個托輪支撐在環(huán)形支架的軌道上，能夠左右轉(zhuǎn)動，發(fā)酵床與罐體連成一體，采用底部中心位置進風(fēng)，頂部出風(fēng)，實現(xiàn)了全封閉發(fā)酵，自動翻料刮平、自動出料，該結(jié)構(gòu)容易加工、安裝、維修方便、送風(fēng)均勻、節(jié)能降耗。
文檔編號C12M1/00GK1142533SQ9511056
公開日1997年2月12日 申請日期1995年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月8日
發(fā)明者周鐳 申請人:山東省科學(xué)院山科飼料酵母廠