专利名称：一种中药蠕动式固态发酵技术及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于中药固态发酵研究领域，特别涉及到一种中药蠕动式固态发酵技术及装置。
背景技术：
中药固态发酵源自古代的"制曲工艺"，近代生产工艺有一定发展。在固态发酵中，
发酵菌是在接近自然条件的状况下生长的，有可能产生一些在液体培养中并不产生的代谢
产物，比如只有通过固态发酵方可制得中药神曲。不过，中药固态发酵通常是静止的，在静
止固态发酵过程中物料容易结块，菌丝仅在表面生长，难以深入发酵基质内部，同时固态发
酵传质传热效率低，发酵周期长，设备未能实现机械化和自动化，这些问题限制了中药固态
发酵产业化发展进程。虽然机械搅拌通常是强化传质传热的有效手段，但是在中药固态发
酵工艺中，发酵菌种绝大多数都是药用真菌，机械搅拌所造成的剪切力往往造成菌丝断裂，
大大影响药用真菌的生长，因此中药固态发酵至今仍以静态发酵为主。 中国发明专利ZL 200610017078. X提供了一种可用于固态基质的蠕动式发酵罐，
但其存在一定的局限性支撑壁内腔不能容纳发酵物料，减小了发酵罐的整体实际可利用
容积；以压电片和弹簧作为驱动力，如果液体管道漏液容易造成罐体导电，存在安全隐患；
结构过于复杂，制造成本较高，不利于工程放大；中药发酵基质淀粉、油脂和蛋白质的含量
较高，仅仅依靠柔性壁的蠕动无法有效避免中药基质在固态发酵过程中的结块。 本发明从胃肠蠕动受到启发，借助仿生学的理论，将蠕动式发酵引入中药固态发
酵，以法向作用力实现动态固态发酵过程，既强化了传质传热，又从根本上避免了传统机械
搅拌所带来的剪切力对菌体的不利影响，颠覆了长期以来静止的和机械搅拌式的中药固态
发酵方式，提供了一种新型的蠕动式的中药固态发酵技术及装置。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种发酵技术及装置，尤其是可用于中药固态发酵的一种蠕动式发酵技术及装置。 本发明采用如下技术方案提供一种中药蠕动式固态发酵技术及装置，其实质性特
点是在发酵罐底部铺设2-8个气囊，通过压縮机周期性压入空气，气囊随着涨縮，在中药固
态发酵过程中通过控制器实现蠕动式周期剌激，强化发酵过程中的传质传热。 按照技术方案提供的一种中药蠕动式固态发酵技术及装置，其实质性特点是所述
气囊的材料是硅橡胶， 一面粘在发酵罐底部，另一面分布泡状突起。 按照技术方案提供的一种中药蠕动式固态发酵技术及装置，其实质性特点是所述
泡状突起高度与气囊鼓胀时高度的比例为i : 5 i : 20，泡状突起的面积与气囊面积的比例为i : io i : ioo。 按照技术方案提供的一种中药蠕动式固态发酵技术及装置，其实质性特点是所述发酵罐底部铺设气囊为太极图形状、U形、M形、半圆形或条形。
按照技术方案提供的一种中药蠕动式固态发酵技术及装置，其实质性特点是所述
气囊通过压縮机压入空气或水达到膨胀。 按照技术方案提供的一种中药蠕动式固态发酵技术及装置，其实质性特点是所述
控制器调节压縮机和电磁阀开关，从而控制气囊周期性涨縮。
本发明提供的一种中药蠕动式固态发酵技术及装置，其优点在于
1.气囊铺设在发酵罐底部，罐体容积得到有效利用； 2.通过发酵罐底部气囊的周期蠕动，对于固态发酵过程中的中药可以起到混合、疏松、防止物料结块的作用，借助周期剌激强化中药固态发酵； 3.可以通过调整气囊表面结构，改变气囊铺设数目和角度，对不同中药原料的固
态发酵发挥不同的周期蠕动剌激作用； 4.结构简单，成本较低，有利于设备放大。
图1是一种中药蠕动式固态发酵技术及装置结构原理简图的主视图
图2是一种中药蠕动式固态发酵技术及装置结构原理简图的俯视图
图3是一种中药蠕动式固态发酵技术及装置结构原理简图的侧视图
图4是一种四气囊中药蠕动式固态发酵技术及装置结构原理简图的俯视 图中1.气囊，2.气囊，3.电磁阀，4.电磁阀，5.发酵罐，6.进料口。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1 将450g生黄芪粗粉与50g麸皮混合，加入500ml蒸馏水，121t:蒸汽灭菌30min，接入摇瓶培养的桑黄菌种，通过进料口 (6)置于灭菌后的蠕动式发酵罐(5)中，打开空气压縮机，通过控制器和电磁阀(3、4)，向气囊(1)充入空气，维持30s后气囊(1)放气，同时向气囊(2)充气，充满后维持30s，然后放气，再向气囊(1)充气，如此循环往复，直至发酵结束。
将发酵物料干燥，提取得到粗多糖25. 54g，相比静止发酵周期縮短10天，多糖得率提高8. 42%。
实施例2 本实施例采用图4所示一种四气囊中药蠕动式固态发酵装置。 称取500g生黄芪粗粉，加入500ml蒸馏水，12rC蒸汽灭菌30min，接入摇瓶培养的
灵芝菌，通过进料口置于灭菌后的蠕动式发酵罐中，打开水泵，通过控制器和电磁阀，向其
中一个气囊中充水，维持膨胀状态3min后，将水注入下一个气囊，维持3min，再将水注入下
一个气囊，如此依次膨胀收縮，直至发酵结束。 将发酵物料干燥，提取得到粗多糖27. 63g。
权利要求
一种中药蠕动式固态发酵装置，由发酵罐(5)、气囊(1、2)、压缩机和控制器组成，其特征是，气囊(1、2)铺设在发酵罐(5)底部，压缩机与气囊(1、2)通过管道连通，管道中段设电磁阀(3、4)，控制器连接电磁阀(3、4)控制空气进出气囊(1、2)，在中药固态发酵过程中，开启压缩机，通过控制器调节电磁阀(3、4)开关，气囊(1、2)周期交替鼓胀和收缩。
2. 根据权利要求1所述的气囊，其特征是，其一面粘在发酵罐底部，另一面分布泡状突起。
3. 根据权利要求2所述的泡状突起，其高度与气囊鼓胀时高度的比例为1 : 5 i : 20，泡状突起的面积与气囊面积的比例为i : io i : ioo。
4. 根据权利要求i所述的气囊，其特征是，气囊通过压縮机压入空气或水泵注水达到鼓胀。
5. 根据权利要求1所述的气囊，其特征是，气囊的材料是硅橡胶。
6. 根据权利要求1所述的气囊，其特征是，气囊数目为2-8个。
7. 根据权利要求1所述的铺设在发酵罐底部的气囊，其铺设的形状为太极图形状、U形、M形、半圆形或条形。
8. —种中药蠕动式固态发酵技术，其特征在于，将中药灭菌接种后置于中药蠕动式固态发酵装置中，打开空气压縮机或水泵，鼓动发酵罐底部的气囊，保持10-300s后，放气或排水，待气囊收縮后重新注入空气或水，如此循环往复。
全文摘要
本发明公开了一种中药蠕动式固态发酵技术及装置，其技术方案是在发酵罐底部铺设2-8个硅橡胶材质的气囊，气囊呈太极形状、U形、M形、半圆形或条形，气囊上面设有泡状突起，气囊与压缩机连接，通过控制器周期开合电磁阀，在中药固态发酵过程中气囊此消彼涨，从而实现周期性蠕动刺激，对于固态发酵过程中的中药基质可以起到混合、疏松、防止物料结块的作用，强化固态发酵过程中的传质传热，缩短发酵周期，提高发酵效率和产物得率。
文档编号C12M1/02GK101768546SQ20101011373
公开日2010年7月7日 申请日期2010年2月24日 优先权日2010年2月24日
发明者陈国忠, 陈洪章 申请人:中国科学院过程工程研究所