用于制備固體類生物制品的新型發(fā)酵裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于制備固體類生物制品的新型發(fā)酵裝置，屬于專門用于制備固體類中藥發(fā)酵、生物食品、生物農(nóng)藥、生物飼料、生物肥料等產(chǎn)品的發(fā)酵設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]中藥發(fā)酵、生物食品、生物農(nóng)藥、生物飼料、生物肥料等固體類生物制品，由于其應(yīng)用范圍廣泛，在我國具有很大的市場份額。目前制備固體類生物制品的通用工藝方法是:配料-干料混合-加水濕混-蒸汽滅菌-冷卻-粉碎-接種-發(fā)酵-干燥-粉碎-成品包裝。
[0003]目前，市場上出現(xiàn)了整套的固體類生物制品制備設(shè)備，但其在對固體類生物制品培養(yǎng)基進行蒸汽滅菌、發(fā)酵、低溫干燥這三個步驟的操作時，需要對生物制品培養(yǎng)基注入蒸汽或無菌冷空氣，但是現(xiàn)有的發(fā)酵設(shè)備并不能使生物制品培養(yǎng)基與這些氣體有效、快速的進行反應(yīng)，增加了制備成本、造成了不必要的浪費。由于在固體類生物制品的制備過程中，需要對溫度進行嚴格的控制，但是現(xiàn)有的發(fā)酵設(shè)備在其發(fā)酵罐體的底部和四周并沒有設(shè)置較好的保溫措施，影響了生物繁殖成功率，降低了生物繁殖均勻性和穩(wěn)定性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是針對上述問題而設(shè)計提供了一種用于制備固體類生物制品的新型發(fā)酵裝置，由于該設(shè)備設(shè)置有下攪拌空心軸和環(huán)形通氣管，增大了蒸汽、無菌冷空氣與物料的接觸面積，從而降低了通氣阻力極大的提高了蒸汽滅菌、發(fā)酵、低溫干燥過程的反應(yīng)效率；該設(shè)備設(shè)置有盤形管道，增大了盤形管道與夾層內(nèi)的溫控水的接觸面積，加快了熱量的傳導；該設(shè)備增加了夾層封頭，增加了罐體底部生物繁殖的成功率，提升了生物繁殖均勻性和穩(wěn)定性；該設(shè)備設(shè)置有上封頭，上封頭采用弧形設(shè)計，不但增大了罐體的內(nèi)部容量，還節(jié)省了材料。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型是通過如下技術(shù)手段實現(xiàn)的:
[0006]用于制備固體類生物制品的新型發(fā)酵裝置，它由罐體、減速電機、粉碎機電機、進水管道、水箱溢流管道、真空管道、排汽管道、接種管道、蒸汽主管道、無菌水儲藏罐、無菌過濾器、蒸汽過濾器、粗過濾器、熱交換器、冷干機、夾層封頭、盤管部分組成，其特征是:在罐體的上端的一側(cè)設(shè)置有進料口，在罐體的上端的中部設(shè)置安裝有減速電機，減速電機通過減速機座與上封頭固定在一起，上封頭下面設(shè)置有罐體，在減速機座的內(nèi)部安裝有一個上攪拌軸，在罐體的內(nèi)部設(shè)置安裝有下攪拌空心軸，下攪拌空心軸中部設(shè)置安裝有環(huán)形通氣管，下攪拌空心軸通過連軸器與上攪拌軸相連接，上攪拌軸的上端與減速電機相連接；在孔板罐底的下部安裝有軸承底座，下攪拌空心軸通過軸承底座固定在罐體內(nèi)；在軸承底座的周圍，孔板罐底上設(shè)置有通氣孔；在下攪拌空心軸上安裝設(shè)置有螺旋板，螺旋板通過固定桿與下攪拌空心軸進行固定，在下攪拌空心軸的下端安裝設(shè)置有一個推料槳；在罐體的上端側(cè)面安裝設(shè)置有一個粉碎機電機，粉碎機電機通過電機座與罐體固定在一起，在粉碎機電機端部連接有一個粉碎機頭，粉碎機頭穿過罐體壁設(shè)置安裝在罐體的內(nèi)部；在罐體的底部外端設(shè)置有夾層封頭，在罐體的下端的周圍設(shè)置有金屬夾層，金屬夾層內(nèi)部設(shè)置有螺旋形的盤管，在罐體的側(cè)面設(shè)置安裝有一個溫度傳感器三和一個濕度變送器，在夾層的側(cè)面設(shè)置有一個溫度傳感器二 ；在罐體的下部設(shè)置有一個清洗口和一個出料口，在出料口的上端設(shè)置安裝有一個出料口檔板，出料口檔板通過擋板連桿固定在出料口上。
[0007]在所述的夾層的一側(cè)設(shè)置有一個恒溫水箱，恒溫水箱通過管道一與夾層相連，在恒溫水箱上安裝有一個溢流管道和一個進水管道，在進水管道上安裝設(shè)置有水泵、止回閥、電磁閥一；在夾層上設(shè)置安裝有管道二，管道二與進水管道相連；在進水管道與溢流管道之間安裝設(shè)置有排污管道；在恒溫水箱的頂部安裝有一個液位傳感器，在恒溫水箱的側(cè)面安裝有一個溫度傳感器一，在恒溫水箱的底部安裝有一個電加熱棒。
[0008]在所述的罐體的頂部一側(cè)分別設(shè)置安裝有真空管道、排汽管道、接種管道，在真空管道上設(shè)置安裝有組合閥二、真空壓力表、電磁閥三、真空泵；接種管道通過管道十二與蒸汽主管道相連。
[0009]在所述的出料口的一側(cè)設(shè)置安裝有空氣管道；空氣管道通過管道三與蒸汽主管道相連，在空氣管道上安裝有組合閥一、三通電動閥、閥門、粗過濾器、無菌過濾器；在蒸汽主管道與空氣管道之間設(shè)置安裝有蒸汽過濾器，蒸汽過濾器通過管道十一、管道七分別與蒸汽主管道、空氣管道相連；在蒸汽主管道與空氣管道之間設(shè)置安裝有熱交換器，熱交換器通過管道十三、管道九分別與蒸汽主管道、空氣管道相連；在空氣管道的端部設(shè)置安裝有冷干機，冷干機的出口通過管道八與空氣管道相連，冷干機的進口與管道十四相連。
[0010]在所述的罐體的一側(cè)設(shè)置有一個無菌水儲藏罐，無菌水儲藏罐通過管道五、管道六與空氣管道相連；無菌水儲藏罐通過管道十與蒸汽主管道相連；在空氣管道上連接有壓縮空氣管道，在壓縮空氣管道上設(shè)置安裝有減壓調(diào)壓閥。
[0011]本實用新型用于制備固體類生物制品的新型發(fā)酵裝置的操作方法以及工作原理如下:
[0012]1、干料混合
[0013]同時開啟粉碎電機和減速電機，按0.6裝料系數(shù)和工藝配方將原料配置好后，通過進料口置入罐體內(nèi)，在粉碎機頭的快速轉(zhuǎn)動下，原料被均勻混合。
[0014]2、加水濕混
[0015]同時開啟粉碎電機和減速電機，減速電機帶動下攪拌空心軸轉(zhuǎn)動，下攪拌空心軸上的螺旋板可將粉碎機頭打碎后的原料進行攪拌，此時按照規(guī)定的工藝配方適量緩緩將水從進料口加入罐內(nèi)，加水完畢后再將濕原料混合攪拌2?3分鐘。
[0016]3、蒸汽滅菌
[0017]對罐體內(nèi)的原料、無菌水儲藏罐、無菌過濾器以及相關(guān)管道進行滅菌處理。將蒸汽主管道、管道三、管道十、管道十一、管道七上的截止閥打開，將電磁閥二打開，三通電動閥打開，組合閥二左側(cè)的排氣閥打開；將排汽管道、接種管道上的球閥打開，將清洗口、出料口、無菌水儲藏罐、無菌過濾器下方的排污球閥打開，采用121度?125度的高溫蒸汽對罐體內(nèi)的原料、所述相關(guān)設(shè)備以及管道進行滅菌30分鐘后，再關(guān)閉上述管道的各種閥門。進行上述蒸汽滅菌程序后，通過管道向夾層內(nèi)注入冷水，夾層內(nèi)的冷水由溢流管道排出，同時打開電磁閥三、真空泵、組合閥二、三通電動閥、閥門、組合閥一、管道九上的截止閥，對罐體內(nèi)的原料進行降溫處理。在對罐體內(nèi)的原料、無菌水儲藏罐、無菌過濾器以及相關(guān)管道進行滅菌處理之前，先對對罐體及其內(nèi)部原料進行抽真空處理。
[0018]4、破碎
[0019]通過上述程序?qū)摅w內(nèi)的原料進行滅菌后，罐體內(nèi)的原料會產(chǎn)生糊化結(jié)塊現(xiàn)象，此時，再開啟粉碎電機和減速電機，減速電機帶動下攪拌空心軸轉(zhuǎn)動，下攪拌空心軸上的螺旋板可將原料托舉到粉碎機頭位置，粉碎機頭對原料進行粉碎。
[0020]5、接種
[0021]首先，將管道十二上截止閥打開，接種管道上的組合閥上的排氣閥打開，對接種管道進行滅菌，然后開啟組合閥二、電磁閥三和真空泵，打開粉碎電機和減速電機，將液體菌種由接種管道注入罐體的原料中，然后再混合攪拌2?3分鐘。
[0022]6、發(fā)酵
[0023]發(fā)酵原料溫度可由夾層內(nèi)的恒溫水進行控制，當發(fā)酵原料的溫度較低時，恒溫水箱內(nèi)的電加熱棒接到指令后，可對恒溫水箱內(nèi)水進行加熱，被加熱后的恒溫水箱內(nèi)水，通過水泵在夾層、恒溫水箱以及管道內(nèi)進行循環(huán)，此時夾層內(nèi)的熱水可對罐體內(nèi)發(fā)酵原料間進行升溫。當罐體內(nèi)原料的發(fā)酵溫度超過極限值時，此時，電磁閥一自動打開，此時，冷卻水通過進水管道進入夾層內(nèi)，夾層內(nèi)的冷卻水可對罐體內(nèi)發(fā)酵原料進行降溫。假如罐體內(nèi)原料的發(fā)酵溫度太高時，使用上述降溫方法不能達到降溫目的時，此時，可打開電磁閥三、真空泵、組合閥一、閥門、三通電動閥、冷干機，罐體內(nèi)進入無菌冷空氣，這時罐體內(nèi)發(fā)酵原料的溫度即被降低。通過上述方法對罐體內(nèi)發(fā)酵原料的溫度進行限值控制后，即可達到原料正常發(fā)酵的目的。
[0024]7、低溫干燥
[0025]通過管道十三向熱交換器內(nèi)注入蒸汽，溫度傳感器四可將熱交換器內(nèi)的溫度控制在45度?60度之間，然后打開電磁閥三、真空泵、組合閥一、組合閥二、三通電動閥、閥門、管道九上的截止閥打開，此時，罐體內(nèi)的發(fā)酵原料即進入低溫干燥程序，當發(fā)酵原料的水份含量降至接近成品標準后，這時，開啟粉碎電機和減速電機，對罐體內(nèi)的發(fā)酵原料進行攪拌，直至發(fā)酵原料符合標準為止。
[0026]8、出料
[0027]打開進料口和出料口，開啟減速電機，在螺旋板、推料槳的旋轉(zhuǎn)作用下，原料可從出料口落出。
[0028]本實用新型主要具有以下有益效果:
[0029]1、由于該設(shè)備設(shè)置有下攪拌空心軸和出氣管，增大了蒸汽、無菌冷空氣與物料的接觸面積，極大的提高了蒸汽滅菌、發(fā)酵、低溫干燥過程的反應(yīng)效率。
[0030]2、該設(shè)備設(shè)置有盤形管道，增大了盤形管道與夾層內(nèi)的溫控水的接觸面積，加快了熱量的傳導，該設(shè)備增加了夾層封頭，增加了罐體底部生物繁殖的成功率，提升了生物繁殖均勻性和穩(wěn)定性。
[0031]3.該設(shè)備設(shè)置有上封頭，上封頭采用弧形設(shè)計，不但增大了罐體的內(nèi)部容量，還節(jié)省了材料。
【附圖說明】
[0032]附圖是本實用新型用于制備固體類生物制品的新型發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]如圖所示，上述用于制備固體類生物制品的新型發(fā)酵裝置的各單元結(jié)構(gòu)部分由下列阿拉伯數(shù)字進行表示:
[0034]1.下封頭、2.夾層、3.罐體、4.下攪拌空心軸、5.固定桿、6.連軸器、7.上攪拌軸、8.減速電機、9.液位傳感器、10.恒溫水箱、11.減速機座、12.溫度傳感器一、13.進料口、14.電加熱棒、15.管道一、16.上封頭、17.粉碎機電機、18.電機座、19.粉碎機頭、20.溫度傳感器二、21.螺旋板、22.推料槳、23.孔板罐底、24.軸承底座、25.溢流管道、26.水泵、27.止回閥、28.管道二、29.排污管道、30.清洗口、31.出料口檔板、32.擋板連桿、33.進水管道、34.出料口、35.電磁閥一、36.組合閥一、37.溫度傳感器三、38.管道三、39.濕度變送器、40.管道四、41.組合閥二、42.真空壓力表、43.電磁閥二、44.電磁閥三、45.真空泵、46.管道五、47.無菌水儲藏罐、48.管道六、49.管道