专利名称：：自动链带式固态发酵反应装置及其自动固态发酵的方法
技术领域：
：本发明涉及发酵工业
技术领域：
，具体涉及一种自动链带式固态发酵反应装置及其自动固态发酵的方法。
背景技术：
：固态发酵是一种在没有或者几乎没有游离水的条件下的发酵过程。我国在古代就开始应用其技术制造食品，如馒头等。由于与液体发酵相比，固体发酵具有耗能低，污染小的优点，因此近年来关于固态发酵的研究越来越多。但固态发酵的发展受限于其发酵技术，更受限于没有像液体发酵那样有适合其发酵特点的优秀反应装置。传统的固态发酵反应装置小规模的生产尚可以应付，但一旦规模化生产，其不能连续生产、劳动强度大、发酵不易控制、易受人为因素影响、发酵不稳定的缺点就会暴露无疑。传统的固态发酵基本属于厌氧发酵或堆积发酵，堆积发酵时发酵物料的堆积厚度很大，发酵基质内外的温度差异大，发酵水平差异显著，往往里面发酵水平很高，而外层发酵水平则低得多，对于生产发酵饲料来说，导致所得的产品一致性差。其主要原因是装置不能做到自动翻料，自动走料。针对上述缺点，申请号为95110567.1的中国专利申请中公开了一种封闭式全自动固态发酵反应器，由主发酵罐、环形支架和物料输入输出系统三部分构成，主发酵罐由24个托轮支撑在环形支架的轨道上，能够左右转动，发酵床与罐体连成一体，采用底部中心位置进风，顶部出风，实现了全封闭发酵，自动翻料刮平、自动出料，但该结构复杂，加工难度大。
发明内容本发明提供了一种适用于好氧固态发酵、结构简单、能够自动翻料、自动走料的自动链带式固态发酵反应装置，解决了目前固态发酵操作繁琐、劳动量大、发酵水平一致性差的问题，有利于固态发酵技术的进步。本发明还提供了一种自动固态发酵的方法，能够减少劳动强度，改善发酵产品的质量。—种自动链带式固态发酵反应装置，包括依次连接的接种桶、螺旋输送器和发酵装置，其中所述的发酵装置为依次布置的至少两个可自动传送、输出物料的发酵床，其中在后的发酵床的输入端的位置恰可承接从在先的发酵床输出端下落的物料。所述的发酵床由用于传送物料的传送带和该传送带的驱动机构组成，其中驱动机构可选用本领域常用的变频电机，以更好地控制传送带的运动速度。所述的螺旋输送器带有进料口和铺料口，其中进料口用于接收待发酵物料及来自接种桶的菌种或种子液，铺料口位于发酵床的上方，以变频电机控制螺旋输送器和发酵床的运动速度以控制出料量和铺料厚度。从节约成本、保证发酵效果两方面来考虑，所述的发酵装置优选为依次布置的第一发酵床、第二发酵床、第三发酵床和第四发酵床，其中第一发酵床的输入端用于承接铺料口下落的物料，第二发酵床的输入端用于承接第一发酵床的输出端下落的物料，第三发酵床的输入端用于承接第二发酵床的输出端下落的物料，第四发酵床的输入端用于承接第三发酵床的输出端下落的物料。所述的接种桶底部设有位于螺旋输送器进料口上方的出口管，当熟化后的待发酵物料进入螺旋输送器时，通过出口管将接种桶内的菌种或种子液喷至熟化后的待发酵物料上，经螺旋输送器混合均匀后送至铺料口进行铺料，也可通过履带式输送机将熟化后的待发酵物料输送进入螺旋输送器，将接种桶底部的出口管设置在履带式输送机输送带上方，在物料输送过程中将接种桶内的菌种或种子液喷至熟化后的待发酵物料上；出口管上设有流量计和阀门，以便于通过流量计控制接种量及原料中水分的含量。所述的接种桶顶部连有带增氧泵的发酵罐，以便于在发酵罐中进行菌种的培养，制备种子液后直接通过增氧泵运至接种桶，省时省力。所述的发酵装置的输出端连接有输出装置，可选用履带式输出装置，如履带式输送器等。作为优选，第一发酵床、第二发酵床、第三发酵床和第四发酵床位于同一平面且沿水平方向互相错开以更好的传送物料，相邻发酵床中在先发酵床的下表面与在后发酵床的上表面间的距离为2535cm，优选30cm。以保证铺料后物料有足够的氧气供给空间。—种利用自动链带式固态发酵反应装置进行自动固态发酵的方法，包括以下步骤将配制好的种子液喷至灭菌熟化后的待发酵物料上，混合均匀后连续输出，经过第一阶段铺料后开始发酵，再进行第一阶段翻料，并在第一阶段翻料的同时完成第二阶段铺料，重复若干次边翻料边继续铺料，直至发酵完成。为达到较好的发酵效果，所述的铺料过程中铺料的厚度优选为1015cm，可通过发酵床的运动速度和螺旋输送器的运送速度来控制，发酵床的运动速度和螺旋输送器的运送速度均通过驱动机构来控制。所述的发酵时间及边翻料边继续铺料的次数需根据具体的待发酵物料来确定，保证较好的发酵效果即可。具体操作时，将种子液置于接种桶内；待发酵物料经灭菌熟化后，在输送至螺旋输送器的过程中，打开接种桶底部的出口管，在重力作用下将菌种或种子液喷至待发酵物料上完成接种；将接种的物料经螺旋输送器混合并输送至铺料口，落入发酵床的输入端，通过发酵床上运动的传送带完成铺料并开始发酵，再通过传送带的带动落入在后发酵床的传送带上完成翻料，翻料的同时完成下一阶段的铺料，根据设置的发酵床数量，重复进行边翻料边继续铺料，直至完成发酵。本发明装置和方法适用于本领域常规的好氧固态发酵。在固态发酵生产中，所述的接种桶一般在使用前用蒸汽12(TC灭菌30分钟。本发明方法中，根据具体生产的产品现有的固态发酵条件对待发酵物料进行灭菌熟化即可，生产发酵饲料时，待发酵物料灭菌熟化的条件一般为12(TC灭菌510分钟。本发明具有以下优点本发明将固态发酵的不同工序整合到一套反应装置中，使用链式传送带作为推进装置，将铺料、翻料、走料和卸料变为自动化控制，以驱动机构如变频电机调整进料、翻料、走料和卸料的速度，避免了现有固态发酵装置需人工进料、人工翻料和人工卸料的复杂过程。本发明装置中采用传送带来输送和翻动物料，避免了使用固体物料的翻动装置或搅拌装置，使物料能够在自身重力下自然翻转，避免了对菌丝体的破坏，提高了发酵质量，且可以实现连续发酵生产。图1为本发明自动链带式固态发酵反应装置的结构示意图。具体实施例方式如图l所示，本发明自动链带式固态发酵反应装置，包括依次连接的发酵罐9、接种桶11、螺旋输送器13、发酵装置和履带式输送器6。发酵罐9的底部与接种桶11的顶部通过设有增氧泵10的管道连通。接种桶11的底部设有位于螺旋输送器13进料口上方的出口管，出口管上设有流量计16和阀门12。螺旋输送器13带有进料口(图中未标示)和铺料口7，其中进料口用于接收待发酵物料及来自接种桶11的菌种或种子液。发酵装置为依次布置的第一发酵床1、第二发酵床2、第三发酵床3和第四发酵床4，第一发酵床1的输入端用于承接铺料口7下落的物料，第二发酵床2的输入端用于承接第一发酵床1的输出端下落的物料，第三发酵床3的输入端用于承接第二发酵床2的输出端下落的物料，第四发酵床4的输入端用于承接第三发酵床3的输出端下落的物料。第一发酵床1、第二发酵床2、第三发酵床3和第四发酵床4位于同一平面且沿水平方向互相错开，相邻发酵床中在先发酵床的下表面与在后发酵床的上表面间的距离为30cm。每个发酵床均由用于传送物料的传送带8和驱动传送带8的变频电机组成。实施例1在图l所示的自动链带式固态发酵反应装置中自动化生产发酵豆粕。斜面菌种称取土豆1200g、葡萄糖120g、NaCl30g和琼脂120g，加水6000mL，在0.12MPa灭菌20min，以产朊假丝酵母、许旺酵母、热带假丝酵母中的一种或多种为菌种进行接种后，在3(TC培养24h即得斜面菌种。液体菌种称取土豆1200g、葡萄糖120g和NaCl30g，加水6000mL，在0.12MPa灭菌20min，用上述斜面菌种接种即得液体菌种。称取土豆1200g、葡萄糖120g和NaCl30g置于发酵罐9中，加水6000mL，在0.12MPa灭菌20min，用上述液体菌种接种，30。C培养24h即得种子液。称取豆粕10000公斤，置于调质器内在12(TC灭菌10分钟，再按豆粕与水的重量比为l:l加入水，得到待发酵物料。将发酵罐9内的种子液通过增氧泵10运至已用蒸汽12(TC灭菌30分钟的接种桶ll，通过流量计16控制种子液的流量，将种子液喷至履带式输送机输送带上的待发酵物料上完成接种。将接种物料经螺旋输送机13混合均匀后送至铺料口7，打开变频电机5使第一发酵床1上的传送带8沿逆时针方向运动，通过螺旋输送机13上的变频电机与第一发酵床1上的变频电机5分别控制螺旋输送机13与第一发酵床1的运行速度，使铺料口7的接种物料落入第一发酵床1上的传送带8上，完成铺料，料层厚度为12cm。再依次打开变频电机14、变频电机15和变频电机17，通过变频电机5、变频电机14、变频电机15和变频电机17控制传送带8的速度，使第二发酵床2上的传送带8沿顺时针方向运动，使第三发酵床3上的传送带8沿逆时针方向运动，使第四发酵床4上的传送带8沿顺时针方向运动，且第一发酵床1、第二发酵床2、第三发酵床3和第四发酵床4上的传送带的运动速率一致。接种物料在第一发酵床1上发酵一段时间后从第一发酵床1输出端落入第二发酵床2输入端，进行第一次翻料，同时完成在第二发酵床2上的铺料；接着在第二发酵床2上发酵一段时间后从第二发酵床2输出端落入第三发酵床3输入端，进行第二次翻料，同时完成在第三发酵床3上的铺料；再在第三发酵床3上发酵一段时间后从第三发酵床3输出端落入第四发酵床4输入端，进行第三次翻料，同时完成在第四发酵床4上的铺料；然后在第四发酵床4上发酵一段时间，保证接种物料在发酵床上发酵24小时后，发酵结束，由第四发酵床4输出端输出，通过履带式输送器6输送到烘干工段进行烘干，经粉碎、计量打包即得成品。按照如下检测方法GB/T6432饲料中粗蛋白质的测定；GB/T6434饲料中粗纤维的测定；GB/T6433饲料中粗脂肪的测定；还原糖法测定消化酶；GB/T6435饲料水分的测定方法；GB/T6438饲料中粗灰分的测定；GB/T18246饲料中氨基酸的测定(苏氨酸、缬氨酸、赖氨酸等)；GB/T17816-1999饲料中维生素C(总抗坏血酸)的测定邻苯二胺荧光法(VC);GBT17812-2008饲料中维生素E的测定高效液相色谱法；GBT14700-2002饲料中维生素B工的测定；GB/T13093-2006酵母细胞数的测定的方法，其中培养基采用土豆培养基，即土豆200克，葡萄糖20克，氯化钠5克，加水至1000ml，培养时间为24小时。对上述制得的发酵豆粕进行质量检测，检测结果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>结论采用本发明自动链带式固态发酵反应装置和发酵方法制备的发酵豆粕，由于是自动翻料，发酵彻底，产品的活细胞数、赖氨酸、粗蛋白等均很高，且产品质量稳定，染菌率非常低。实施例2在图1所示的自动链带式固态发酵反应装置中自动化生产发酵饲料。斜面菌种称取土豆1200g、葡萄糖120g、NaCl30g和琼脂120g，加水6000mL，在0.12MPa灭菌20min，以产朊假丝酵母、许旺酵母、热带假丝酵母中的一种或多种为菌种进行接种后，在3(TC培养24h即得斜面菌种。液体菌种称取土豆1200g、葡萄糖120g和NaCl30g，加水6000mL，在0.12MPa灭菌20min，用上述斜面菌种接种即得液体菌种。称取土豆1200g、葡萄糖120g和NaCl30g置于发酵罐中，加水6000mL，在0.12MPa灭菌20min，用上述液体菌种接种，3(TC培养24h即得种子液。称取物料豆粕6000公斤和麸皮4000公斤，置于调质器内在12(TC灭菌8分钟，再按物料与水的重量比为l:l加入水，得到待发酵物料。将发酵罐9内的种子液通过增氧泵10运至已用蒸汽12(TC灭菌30分钟的接种桶ll，通过流量计16控制种子液的流量，将种子液喷至履带式输送机输送带上的待发酵物料上完成接种。将接种物料经螺旋输送机13混合均匀后送至铺料口7，打开变频电机5使第一发酵床1上的传送带8沿逆时针方向运动，通过螺旋输送机13上的变频电机与第一发酵床1上的变频电机5分别控制螺旋输送机13与第一发酵床1的运行速度，使铺料口7的接种物料落入第一发酵床1上的传送带8上，完成铺料，料层厚度为12cm。再依次打开变频电机14、变频电机15和变频电机17，通过变频电机5、变频电机14、变频电机15和变频电机17控制传送带8的速度，使第二发酵床2上的传送带8沿顺时针方向运动，使第三发酵床3上的传送带8沿逆时针方向运动，使第四发酵床4上的传送带8沿顺时针方向运动，且第一发酵床1、第二发酵床2、第三发酵床3和第四发酵床4上的传送带的运动速率一致。接种物料在第一发酵床1上发酵一段时间后从第一发酵床1输出端落入第二发酵床2输入端，进行第一次翻料，同时完成在第二发酵床2上的铺料；接着在第二发酵床2上发酵一段时间后从第二发酵床2输出端落入第三发酵床3输入端，进行第二次翻料，同时完成在第三发酵床3上的铺料；再在第三发酵床3上发酵一段时间后从第三发酵床3输出端落入第四发酵床4输入端，进行第三次翻料，同时完成在第四发酵床4上的铺料；然后在第四发酵床4上发酵一段时间，保证接种物料在发酵床上发酵24小时后，发酵结束，由第四发酵床4输出端输出，通过履带式输送器6输送到烘干工段进行烘干，经粉碎、计量打包即得成品。检测方法同实施例1，对实施例2制得的发酵饲料进行质量检测，检测结果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>结论采用本发明自动链带式固态发酵反应装置和发酵方法制备的母乐健，由于是自动翻料，发酵彻底，产品的活细胞数、赖氨酸、粗蛋白等均很高，且产品质量稳定，染菌率非常低。权利要求一种自动链带式固态发酵反应装置，其特征在于包括依次连接的接种桶、螺旋输送器和发酵装置，其中所述的发酵装置为依次布置的至少两个可自动传送、输出物料的发酵床，其中在后的发酵床的输入端的位置恰可承接从在先的发酵床输出端下落的物料；所述的发酵床由用于传送物料的传送带和该传送带的驱动机构组成。2.如权利要求1所述的自动链带式固态发酵反应装置，其特征在于所述的驱动机构为变频电机。3.如权利要求2所述的自动链带式固态发酵反应装置，其特征在于所述的螺旋输送器带有进料口和铺料口，其中进料口用于接收待发酵物料及来自接种桶的菌种或种子液；所述的发酵装置为依次布置的第一发酵床、第二发酵床、第三发酵床和第四发酵床，其中第一发酵床的输入端用于承接铺料口下落的物料，第二发酵床的输入端用于承接第一发酵床的输出端下落的物料，第三发酵床的输入端用于承接第二发酵床的输出端下落的物料，第四发酵床的输入端用于承接第三发酵床的输出端下落的物料。4.如权利要求3所述的自动链带式固态发酵反应装置，其特征在于所述的接种桶底部设有位于螺旋输送器进料口上方的出口管，出口管上设有流量计和阀门。5.如权利要求3所述的自动链带式固态发酵反应装置，其特征在于所述的接种桶顶部连有带增氧泵的发酵罐。6.如权利要求3所述的自动链带式固态发酵反应装置，其特征在于所述的发酵装置的输出端连接有履带式输出装置。7.如权利要求3所述的自动链带式固态发酵反应装置，其特征在于第一发酵床、第二发酵床、第三发酵床和第四发酵床位于同一平面且沿水平方向互相错开，相邻发酵床中在先发酵床的下表面与在后发酵床的上表面间的距离为2535cm。8.如权利要求7所述的自动链带式固态发酵反应装置，其特征在于相邻发酵床中在先发酵床的下表面与在后发酵床的上表面间的距离为30cm。9.一种利用权利要求1所述的自动链带式固态发酵反应装置进行自动固态发酵的方法，包括以下步骤将配制好的种子液喷至灭菌熟化后的待发酵物料上，混合均匀后连续输出，经过第一阶段铺料后开始发酵，再进行第一阶段翻料，并在第一阶段翻料的同时完成第二阶段铺料，重复若干次边翻料边继续铺料，直至发酵完成。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述的铺料过程中铺料的厚度为1015cm。全文摘要本发明公开了一种自动链带式固态发酵反应装置，包括依次连接的接种桶、螺旋输送器和发酵装置，其中所述的发酵装置为依次布置的至少两个可自动传送、输出物料的发酵床，其中在后的发酵床的输入端的位置恰可承接从在先的发酵床输出端下落的物料。本发明从液体种子的制备，到固体发酵的各个环节，再到发酵后加工工序均实现了机械自动化操作，大大减少了劳动强度，消除了发酵过程中人工操作所产生的误差，克服了发酵产品质量不易稳定的缺点。文档编号A23N17/00GK101717716SQ20091015273公开日2010年6月2日申请日期2009年9月28日优先权日2009年9月28日发明者章亭洲,郎晓红申请人:浙江科峰生物技术有限公司