一种固体发酵箱的制作方法

本实用新型涉及一种固体发酵箱，属于发酵设备领域。

背景技术：

生物发酵是生物医药、生物食品、生物饲料与兽药、生物农药、生物化工及环境净化等领域的重要技术手段；随着生物生产的发展，其应用不断深入与拓展。生物发酵，根据氧气的需要情况，分有氧发酵与厌氧发酵二种，前者发酵效率高，应用广泛；按照发酵形式分液态发酵与固态发酵两种，前者技术与设备均比较成熟，而后者技术与设备均较落后。与液体发酵相比，固体发酵具有显著的特点与优势：一是发酵量大，一次发酵可上百上千吨；二是发酵原料粗放、来源广、数量大，如我国每年出产上亿吨的糟粕、糟渣、秸秆等农副产品需要脱毒、提质，生产为饲料及其他原料；三是用途广，可用于饲料、食品、能源、医药、化工、环保等领域；四是效率高，生产成本低。但固态发酵因设备的研究创新滞后，严重制约其技术的深入研究与应用。至目前为止，尚无条件可控、高效、大宗的有氧固态发酵技术及设备在生产上应用。

现有固体发酵设备除传统的厌氧发酵桶和发酵池外，有氧发酵有浅盘发酵反应器（传质传热速率低，造成高污染风险和托盘利用率低等缺点）、流化床发酵反应器（反应器容积率低）、转鼓式发酵反应器（物料结块和粘壁、反应器容积率低的问题）、圆盘式发酵反应器（不能无菌操作）、搅拌式发酵反应器（因固体物料流动性差，搅拌阻力大，只适用于小规模搅拌发酵）、压力脉动固态发酵反应器（设备要求高，物料配制难等）。各种有氧发酵固态反应器中，在生产上已得到应用的还只有盘式、转鼓式及搅拌式反应器；国内对固态反应器的研制还刚刚开始）。除用转鼓式或搅拌式发酵罐生产菌种外，商品生产大多采用发酵池（槽）、发酵桶发酵，在发酵中作翻搅或不翻搅，发酵物料不消毒灭菌，发酵过程难以控制，易染杂菌，产品质量不稳定。发酵设备影响生物发酵工艺与效果，落后的发酵设备已成为制约固体发酵工业发展的瓶颈；因此，研发条件可控的高效的规模化生产的固体发酵设备十分迫切。

由于固态物料缺乏流动性，传质传热性差，翻耙搅拌困难，加上其发酵过程参数检测技术及器具（传感器）缺乏，致使参数控制困难；所以目前还没能有真正意义上的自动化控制的大型固态发酵设备，实现精准发酵。要解决固态发酵设备问题，最主要的是解决物料搅拌与翻动，即传质与传热问题。这一问题解决好，其它问题就应运而解。为此，我们设计制造了层架循环输送带式发酵箱（专利号cn201510388026.2），并制作了第一代层架循还输送带式发酵箱，撰文“10m二层架循还输送带式发酵箱的制作与性能测定”发表于《湖南农业科学》2017年第10期。该设备物料能连续或间断式的翻动，较好地发酵物料的传质传热问题，使温度与湿度等参数条件易于控制，做到均衡高效地发酵。但我们在应用过程中也发现一些问题：

1、大倾角提升机提升发酵的物料，易造成阻料黏料，使物料传递不畅；同时占地面积大，有效空间利用率低。

2、四台设备（两台发酵床与两台大倾角提升机）传动安装与调控困难。

3、净化空气输送系统输送的空气干燥，使箱体内，尤其是出风口部分，湿度快速降低，影响菌体生长繁殖。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种固体发酵箱，该固体发酵箱解决了现有发酵设备占地面积大，空间利用低下的问题。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种固体发酵箱，包括箱体，其结构特点是，所述箱体内装有多个发酵床架，相邻两个发酵床架之间通过相应的连接床架连通；所述发酵床架中的一台与进料接受斗连通；

每个发酵床架和连接床架上均装有一层或数层输送带作为发酵床，所述输送带水平或倾斜设置；在所述发酵床架的每一层输送带的进料端安装有铺平器，该发酵床架的输送带的出料端安装有搅拌器；

所述输送带的转鼓与所述搅拌器通过驱动装置驱动。

根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

为了利于物料发酵，所述发酵床架的输送带的倾斜角度为相对水平面≤30°。

根据本实用新型的优选实施例，所述发酵床架有两台，两台发酵床架与两台连接床架首尾对应上下重叠连接，整体形成螺旋状，使得物料可从第一发酵床架的最下层前端传送至第二发酵床架的最上层的后端，再经下滑槽下滑至进料接受斗。

优选地，所述驱动装置为装在箱体外的电机，该电机的驱动轴伸入箱体内并驱动所述输送带的转鼓和所述搅拌器转动。

所述电机有两台，两台电机中，一台电机驱动第一发酵床架的第一层输送带、第一连接床架的第一层输送带、及搅拌器运转，同时通过链条与齿轮连接驱动其它层输送带及搅拌器运转；另一台电机驱动第二发酵床架的第一层输送带、第二连接床架的第一层输送带及搅拌器运转，同时通过链条与齿轮连接驱动其它层输送带及搅拌器运转。

为了保证箱体内的温度与湿度等参数条件易于控制，从而实现均衡高效地发酵，所述箱体内设有空气循环系统。更优选地，所述空气循环系统包括供气调温装置和与箱体内连通的抽风系统；所述供气调温装置与所述箱体内部连通；所述箱体顶部开设出风口，该出风口处设置有用于调节箱体内部湿度的加湿装置；所述抽风系统包括设置在箱体顶部的排风口，该排风口上安装有与排风管连通的抽风机；所述排风管的一端延伸至箱体底部。由此可以方便调温调湿度，同时保证通风效果，从而便于发酵。

为了方便进料和出料，所述箱体的侧面开设有进料窗，该进料窗位置与所述进料接受斗位置对应；所述进料窗处设有进料口，在进料窗的斜下方开设有出料口。

所述箱体的侧面开设有进料窗，该进料窗位置与所述进料接受斗位置对应；所述进料窗处设有进料口，在进料窗的斜下方开设有出料口。

为了更加方便地调节箱内湿度和温度，所述箱体内设有雾化器和加热装置。

为了降低高度，减少占用空间，有利连接与物料循环，相邻两台发酵床架和两台连接床架的输送带的倾斜角度相反。

以下对本实用新型做进一步详细的介绍。

一种层架循环输送带式固体发酵箱，包括温湿度控制；所述箱体内设置有两个层架输送带式发酵床与两个层架式连接；所述发酵床包括与第一发酵层架的第一层前端连接的进料接受斗。所述输送带式发酵床架与输送带式连接床架呈井字形（长方形）摆设，即两台发酵床架与两台连接床架的每一层以适度的坡度（两两的倾斜方向相反，水平面夹角均≤30°）首尾对应上下重叠连接，形成螺旋状，物料可从第一发酵床架的最下一层前端传送至第二发酵床架的最上一层的后端，再经下滑槽将料下滑至进料接受斗，进入下一轮传递。

各发酵输送带床的后端出料处还安装有带齿的滚筒式搅拌器，接料处的后部安装带片滚筒式铺平器，输送带的中部亦可安装铺平器。搅拌器与铺平器可上下调节高度，便于物料翻耙、铺平和控制物料的厚度。

所述箱体侧面开设有进料窗，且所述进料窗位置与所述进料接受斗位置对应，用料槽连接，便于进料；同时在进料窗侧下方设出料口，出料时可用移动料槽连接下滑出料。

所述箱体上安装有两台电机，其两电机轴分别经对应的机械密封孔伸入箱体内第一发酵床架下层输送带的转鼓内，驱动其输送带及搅拌器，再以链条与齿轮连接驱动其它层输送带及搅拌器；同时在电机轴伸入至发酵床架与连接床架交叉处安装转向齿轮或齿轮箱驱动第一连接层架的下层输送带，再用链条与齿轮连接驱动连接架其它层输送带。同样，用一台电机驱动第二发酵床架和第二连接床架的输送带及搅拌器。两台发酵床架和两台连接层架也可分别用四台电机单独驱动。

所述箱体一侧固定有鼓风供气调温箱，用管道与箱体内部连通。调温箱内设加热装置，进风与出风处有空气过滤装置。所述箱体顶部开设进风口，进风口内安装高效空气净化器，保障进气无菌；出风口下设有吸水材料制作的蜂窝状加湿器，供进风增湿。

所述箱顶四角排风口处设置有可控调速排风扇；排风口下有排风管，直至箱下部；排风管道系统与供气调温装置构成箱体内空气循环，保障空气、温度与湿度均匀。

所述箱体内还设置有雾化器，箱体底部设置有微波加热装置，更有效地调节箱体内的湿度与温度。

所述箱体一侧固定有控制柜，调控温度、湿度、输送带电机与供排风电机转速。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结合了浅盘发酵器的浅盘装料和圆盘式发酵器等动态固体发酵设备的翻料的特点，比现有层架循环输送带式发酵箱（如专利号zl201510388026.2）比，结构紧凑，组合协调，运转平稳；且能有效地控制发酵过程的温度与湿度及通风量，可实行规模化的固体有氧发酵，特别适用于真菌发酵。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的层架循环输送带式发酵床图；

图2为本实用新型所述的发酵床驱动连接装置示意图；

图3为图2的b处局部放大图；

图4为图2的a处局部放大图；

图5为本实用新型所述的铺平器示意图；其中a）为正视图，b）为左视图；

图6为本实用新型所述的搅拌器示意图；

图7是本实用新型一种实施例的箱体外形图；

图8是本实用新型一种实施例的箱体内的透视图。

在图中

1、2-发酵床架；3、4-连接床架；5-下料槽；6-进料接受斗；7-驱动连接齿轮与链条；8-搅拌器，9-铺平器；10-转向齿轮；11-供气调温装置；12电机，13-抽风机；14-调湿装置；15-雾化器；16-控制柜；17-观察窗；18-进料口；19-排风管；20-出料口，21-门，22-进料窗，23-进风口，24-排风口，25-机械密封孔；26-加热器。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种层架循环输送带式固体发酵箱，其箱体由保温耐温耐腐蚀材料制作，如图7和8所示，由6大块（或小块拼装大块）组成，即4块墙体和顶板、地板，各板连接处用硬质材料加螺丝固定，易于组合安装，拆卸运输方便。其中发酵箱箱体的两端设有门21，侧面设进料口20、出料口22，电机轴的机械密封孔25，两侧和两端均设有观察窗17，顶板设进风口23与排风口24，内安装紫外灯。地板设床架固定装置、加热装置和污水排泄可关闭的管孔。

层架循环输送带式发酵床：两大倾角提升机均改为的连接层架输送带，置两层架发酵床输送带（设适当坡度，斜坡≤30度）的两端，使二者层层相衔接，如图1所示，形成循环输送：进料窗→第一发酵床架的第一层架前端（设进料接受斗6与搅拌器）→第一发酵床架的第一层架后端→第一连接层架的第一层→第二发酵床架的第一层架后端→第二发酵床架的第一层架前端→第二连接层架的第一层→第一发酵床架的第二层架前端→第一发酵床架的第二层架后端→第一连接床架的第二层→第二发酵床架的第二层后端→第二发酵床架的第二层前端→第二连接床架第二层→第一发酵床架的第三层前端→第一发酵床架的第三层后端→第一连接床架第三层→第二发酵床架的第三层后端→第二发酵床架的第三层前端→下料槽5→第一发酵床架的第一层架前端→进入下一轮循环。

四台床架（两台发酵床架，两台连接床架）输送带式发酵床有机的链接，平稳地物料循环与翻动。

物料翻耙与铺平：如图2与图3所示，每一层架的每一层前端接料处后均安装带片的铺平器9，必要时输送带的中部也可安装铺平器。每一层架的每一层后端的出料处均安装有带齿的滚筒式搅拌器8。

驱动连接：如图8所示，箱体外两侧各安装一台驱动电机12，优选为循环输送带驱动电机，两电机轴分别经对应的机械密封孔25伸入箱体内第一发酵床下层输送带的转鼓内，驱动其输送带及搅拌器8，再以链条与齿轮连接7驱动其它层输送带及搅拌器。同时在电机轴伸入至发酵床架与连接床架交叉处安装转向齿轮10或齿轮箱驱动第一连接层架3的下层输送带，再用链条与齿轮连接驱动连接架其它层输送带。同样，用另一台电机驱动第二发酵床架2和第二连接床架4的输送带及搅拌器。两台发酵床架和两台连接层架也可分别用四台电机驱动。

调温调湿：如图7所示，在箱底设基础加热装置26，主要用于起始和气温过低时辅助加热，在通风系统的进风处设供气调温装置11（如热风机、空调等）。出风口处设吸水材料制作的蜂窝状的调湿装置14，箱体内还设雾化器15用于辅助调湿。风机用电机调速器控制转速控制进风量，实现快速升温和通风、调温、调湿可控，保障适宜的发酵环境。

消毒灭菌：箱体内消毒用高压蒸汽或紫外线和嗅氧量（≥40mg/m3,达100级c=20ppm以上），保障灭菌效果。通风系统的进风至出风设有三级空气净化，保障通入空气无菌。箱体内调湿器和雾化器的用水均经灭菌后经管道输入。保障发酵过程无污染。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。