本發(fā)明屬于發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種固態(tài)物料發(fā)酵裝置。

背景技術(shù)：

固態(tài)物料發(fā)酵一直存在物料發(fā)酵熱散熱難、物料濕度保持困難、染菌率高、難以自動化控制等難題，一直以來多采用曲池發(fā)酵或曲盤發(fā)酵模式，但仍然存在染菌率高、發(fā)酵效率低或成本高等缺點(diǎn)，日本自上世紀(jì)90年代研制了全自動多層發(fā)酵設(shè)備，基本解決了醬油、醋、酒精等黑曲霉、米曲霉發(fā)酵產(chǎn)酶需求，一套可發(fā)酵物料1.5噸的發(fā)酵設(shè)備售價達(dá)到3000萬元，即使國產(chǎn)化后也需要1500萬元，嚴(yán)重制約了該類設(shè)備在在農(nóng)業(yè)類生物發(fā)酵產(chǎn)品上的應(yīng)用。

傳統(tǒng)的固態(tài)物料發(fā)酵設(shè)備有2種。一種是曲池發(fā)酵，它采用底板通風(fēng)方式解決物料發(fā)酵熱散熱問題，通過噴灑滅菌水等方式保持物料的濕度；這種方式，真菌類發(fā)酵容易產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象，采用釘輥式破碎可解決發(fā)酵熱散熱問題，但容易造成真菌菌絲斷裂，影響真菌的生長，甚至生長停滯。另一種是曲盤發(fā)酵，它是曲池發(fā)酵的改進(jìn)型，自動化程度高，但造價高且仍然存在上述問題。本發(fā)明裝置解決了造價高、散熱慢、菌絲斷裂等問題，同時很好地解決了發(fā)酵物料濕度、發(fā)酵二氧化碳濃度等問題，提高了發(fā)酵速度、單位面積發(fā)酵物產(chǎn)量，降低了產(chǎn)品成本，適宜農(nóng)業(yè)類發(fā)酵產(chǎn)品應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對傳統(tǒng)固態(tài)物料發(fā)酵裝置存在效率低、造價高、染菌率高、產(chǎn)品成本高等問題，發(fā)明的一種固態(tài)物料發(fā)酵裝置適用于固態(tài)物料發(fā)酵的真菌及細(xì)菌。

本發(fā)明一種固態(tài)物料發(fā)酵裝置，包括長方體的箱體，箱體分為內(nèi)箱體和外箱體，內(nèi)箱體與外箱體的頂部之間設(shè)置有上夾層，內(nèi)箱體的兩個最大側(cè)面與外箱體的兩個最大側(cè)面之間設(shè)置有側(cè)面夾層；內(nèi)箱體的兩個最大側(cè)面上均勻設(shè)置有若干通風(fēng)孔；

箱體外部設(shè)置有無菌水箱，無菌水箱依次通過超聲霧化裝置和熱交換裝置連接箱體上夾層內(nèi)的管道，箱體上夾層內(nèi)的管道還通過熱交換裝置依次連接有空氣過濾裝置和空壓機(jī)，箱體上夾層內(nèi)的管道呈U型分布，U型的兩個邊分布位于兩個側(cè)面夾層上方，側(cè)面夾層內(nèi)設(shè)置有三條以上的垂直分布的列管，列管與管道連通，列管上設(shè)置有十個以上均勻分布的排風(fēng)孔；

側(cè)面夾層下部設(shè)置有排氣孔，排氣孔外設(shè)置有排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)氣端通過排氣孔連通側(cè)面夾層，排風(fēng)系統(tǒng)排氣端通過單向閥與空氣過濾裝置連接。

箱體外還設(shè)置有新風(fēng)系統(tǒng)與箱體內(nèi)管道連接，所述的新風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)和空氣過濾器。

內(nèi)箱體兩個最大側(cè)面上位于同一水平截面或者垂直截面上的通風(fēng)孔相互交錯設(shè)置，即內(nèi)箱體兩個相對側(cè)面上沒有氣流呈直線相對的通風(fēng)孔，避免風(fēng)流擾亂。

側(cè)面夾層內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器、濕度傳感器和CO₂傳感器。

熱交換裝置、超聲霧化裝置、無菌水箱、空氣過濾裝置、空壓機(jī)、單向閥、排風(fēng)系統(tǒng)、溫度傳感器、濕度傳感器和CO₂傳感器分別與位于箱體外的控制裝置電連接。

內(nèi)箱體分為接種室和發(fā)酵室。

接種室位于內(nèi)箱體一端，接種室體積為發(fā)酵室的1/5-1/7。

內(nèi)箱體頂部內(nèi)壁上設(shè)置有照明燈以及紫外滅菌燈。

排風(fēng)系統(tǒng)排氣端還設(shè)置有帶閥門的廢氣排放口。

外箱體為聚苯乙烯夾芯板。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明裝置通過溫度傳感器、濕度傳感器、CO₂傳感器來監(jiān)測裝置內(nèi)環(huán)境，將信號傳到控制器上，通過控制器調(diào)節(jié)空氣補(bǔ)給系統(tǒng)（包括空壓機(jī)、空氣過濾裝置、排風(fēng)系統(tǒng)）、濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)（無菌水箱、超聲霧化裝置）、溫度控制系統(tǒng)（熱交換裝置）和新風(fēng)系統(tǒng)（風(fēng)機(jī)、空氣過濾器）來調(diào)節(jié)箱體內(nèi)微生物生長環(huán)境。

排風(fēng)系統(tǒng)將箱體內(nèi)氣體抽出后，可通過空氣過濾裝置處理后循環(huán)使用，如二氧化碳濃度過高，可通過新風(fēng)系統(tǒng)輸入新的空氣，多余的氣體通過排風(fēng)系統(tǒng)的廢氣排放口排出。

該裝置造價低、效率高，較好的解決了傳統(tǒng)方法培養(yǎng)真菌效率低、染菌率高、自動化低等問題；同時也避免了現(xiàn)代固態(tài)培養(yǎng)設(shè)備造價高、發(fā)酵效率低、散熱難、菌絲損壞等問題。通過30平方米和120平方米發(fā)酵裝置的應(yīng)用表明，該裝置與同類發(fā)酵能力的發(fā)酵曲盤相比，投資成本是傳統(tǒng)發(fā)酵設(shè)備的10-15%；單位面積發(fā)酵產(chǎn)率是常規(guī)發(fā)酵設(shè)備的3-5倍。

本發(fā)明提供的一種固態(tài)物料發(fā)酵裝置應(yīng)用于綠色木霉菌LTR-2生產(chǎn)木霉菌分生孢子，生產(chǎn)周期縮短、分生孢子發(fā)酵水平提高30%以上，生產(chǎn)效率提高3-5倍，噸產(chǎn)品成本下降80%以上，基本杜絕染菌現(xiàn)象。

說明書附圖：

圖1所示為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為本發(fā)明各裝置電連接示意圖。

圖中，1-外箱體，2-側(cè)面夾層，3-接種室，4-發(fā)酵室，5-列管，6-管道，7-熱交換裝置，8-超聲霧化裝置，9-無菌水箱，10-空氣過濾裝置，11-空壓機(jī)，12-單向閥，13-排風(fēng)系統(tǒng)，14-溫度傳感器，15-濕度傳感器，16-CO₂傳感器，17-控制器，18-上夾層，19-風(fēng)機(jī)，20-空氣過濾器。

具體實施方式

為能清楚說明本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過具體實施方式對本發(fā)明的方案進(jìn)行闡述。以下實施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于此。

實施例1

本發(fā)明一種固態(tài)物料發(fā)酵裝置，包括長方體的箱體，箱體分為內(nèi)箱體和外箱體1，內(nèi)箱體1與外箱體的頂部之間設(shè)置有上夾層18，內(nèi)箱體的兩個最大側(cè)面與外箱體1的兩個最大側(cè)面之間設(shè)置有側(cè)面夾層2；內(nèi)箱體的兩個最大側(cè)面上均勻設(shè)置有若干通風(fēng)孔；

箱體外部設(shè)置有無菌水箱9，無菌水箱9依次通過超聲霧化裝置8和熱交換裝置7連接箱體上夾層18內(nèi)的管道6，箱體上夾層18內(nèi)的管道6還通過熱交換裝置7依次連接有空氣過濾裝置10和空壓機(jī)11，箱體上夾層18內(nèi)的管道6呈U型分布，U型的兩個邊分布位于兩個側(cè)面夾層2上方，側(cè)面夾層2內(nèi)設(shè)置有三條以上的垂直分布的列管5，列管5與管道6連通，列管5上設(shè)置有十個以上均勻分布的排風(fēng)孔；

側(cè)面夾層2下部設(shè)置有排氣孔，排氣孔外設(shè)置有排風(fēng)系統(tǒng)13，排風(fēng)系統(tǒng)13進(jìn)氣端通過排氣孔連通側(cè)面夾層2，排風(fēng)系統(tǒng)13排氣端通過單向閥12與空氣過濾裝置10連接。

箱體外還設(shè)置有新風(fēng)系統(tǒng)與箱體內(nèi)管道6連接，所述的新風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)19和空氣過濾器20。

內(nèi)箱體兩個最大側(cè)面上位于同一水平截面或者垂直截面上的通風(fēng)孔相互交錯設(shè)置，即內(nèi)箱體兩個相對側(cè)面上沒有氣流呈直線相對的通風(fēng)孔，避免風(fēng)流擾亂。

側(cè)面夾層2內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器14、濕度傳感器15和CO₂傳感器16。

熱交換裝置7、超聲霧化裝置8、無菌水箱9、空氣過濾裝置10、空壓機(jī)11、單向閥12、排風(fēng)系統(tǒng)13、溫度傳感器14、濕度傳感器15和CO₂傳感器16分別與位于箱體外的控制裝置17電連接。

內(nèi)箱體分為接種室3和發(fā)酵室4。

接種室3位于內(nèi)箱體一端，接種室3體積為發(fā)酵室4的1/5-1/7。

內(nèi)箱體頂部內(nèi)壁上設(shè)置有照明燈以及紫外滅菌燈。

排風(fēng)系統(tǒng)13排氣端還設(shè)置有帶閥門的廢氣排放口。

外箱體1為聚苯乙烯夾芯板。

本發(fā)明裝置通過溫度傳感器14、濕度傳感器15、CO₂傳感器16來監(jiān)測裝置內(nèi)環(huán)境，將信號傳到控制器17上，通過控制器17調(diào)節(jié)空氣補(bǔ)給系統(tǒng)（包括空壓機(jī)11、空氣過濾裝置10、排風(fēng)系統(tǒng)13）和濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)（無菌水箱9、超聲霧化裝置8）以及溫度控制系統(tǒng)（熱交換裝置7）和新風(fēng)系統(tǒng)（風(fēng)機(jī)19、空氣過濾器20）來調(diào)節(jié)箱體內(nèi)環(huán)境。

排風(fēng)系統(tǒng)13將箱體內(nèi)氣體抽出后，可通過空氣過濾裝置10處理后循環(huán)使用，如果二氧化碳濃度過高，可通過新風(fēng)系統(tǒng)輸入新的空氣，多余的氣體通過排風(fēng)系統(tǒng)13的廢氣排放口排出。

聚苯乙烯夾芯保溫板：圍護(hù)保溫板厚為H=100mm（風(fēng)道保溫板H=50mm），雙面彩鋼，鋼板厚度δ=0.5，鋼板材質(zhì)為上海寶鋼板，12千克雙面覆膜；有良好的氣密性，防止室外水蒸氣分子的滲透，維持室內(nèi)穩(wěn)定。

箱體內(nèi)部直角處采用鋁型材圓弧過渡，圓弧鋁采用厚度為1.2mm的噴塑鋁合金型，無死角，易清潔除菌，處理后的接縫使用優(yōu)質(zhì)環(huán)保玻璃膠密封處理，整個恒溫室按潔凈室規(guī)范進(jìn)行設(shè)計及安裝。

風(fēng)速小于等于0.5米每秒。

本發(fā)明提供的一種固態(tài)物料發(fā)酵裝置應(yīng)用于綠色木霉菌LTR-2生產(chǎn)木霉菌分生孢子，生產(chǎn)周期縮短、分生孢子發(fā)酵水平提高30%以上，生產(chǎn)效率提高3-5倍，噸產(chǎn)品成本下降80%以上，基本杜絕染菌現(xiàn)象。