一种发酵干燥一体化设备的制作方法

本发明涉及医药设备技术领域，尤其涉及一种发酵干燥一体化设备，具体涉及一种能有效监控、调节温湿度，并将发酵和干燥功能集为一体化，从而有助于保证产品质量，有效提高生产效率的发酵干燥一体化设备。

背景技术：

发酵法为中药炮制方法之一，是借助于酶和微生物的作用，在一定的环境条件下(如温度、湿度、空气、水分等)，使药物通过发酵过程，改变其原有性能，增强或产生新的功效，扩大用药品种，以适应临床用药的需要。传统发酵环境一般以温度30～37℃，相对湿度70％～80％为宜。若温度过低或过分干燥，则发酵迟缓或不能发酵；温度过高则杀死菌，发酵亦不能进行。同时发酵易受季节环境条件影响较大，多在夏季，伏天进行，以利其温度、湿度适宜菌和酶的生长和催化分解。

起初人们的发酵生产仅限于作坊式的发酵生产，经过长期的实践，逐步从作坊式的发酵生产技术走向生物工程的范畴，现有发酵技术虽然在逐步开展从经验式发酵到控制式发酵的研究，但研究的重点都集中发酵工艺和技术本身或者是针对微生物研究的发酵罐，几乎没有专门针对中药炮制发酵类所研究设计的适用设备，更不用说可用于产业化大生产的成套中药发酵设备和系统装置。

目前生产常用的发酵设备是发酵罐，特点是结构严密、合理、能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性和物料与能量传递性能强；发酵过程中需要特别控制杂菌的产生，但现有发酵设备结构上往往存在清洗死角，容易滋生其他细菌，加大污染程度，甚至造成发酵失败，就是发 酵空间及发酵温湿度控制和均衡方面难以达到现代工业所需的规模和安全生产的要求。

而中药炮制发酵类，其工序相对于一般的生物燃气和有机肥料等更为复杂。传统的中药发酵炮制类中药几乎都是根据前人的经验，在自然发酵条件下进行的，其中绝大部分工艺至今尚在沿用。传统的炮制加工方式生产效率低下，产品质量与药物疗效不稳定，特别随着民众对中药认识和接受程度的提升，中药饮片的市场需求量逐年增大，中药行业发展迅猛，传统的炮制加工方式已然无法满足中药现代化国际化的发展趋势及日益增长的消费需求。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是：提供一种能有效监控、调节温湿度，并将发酵和干燥功能集为一体化，从而有助于保证产品质量，有效提高生产效率的发酵干燥一体化设备，以解决传统发酵技术生产效率低、受季节环境条件影响较大、发酵空间易滋生细菌且发酵温湿度控制和均衡难以满足现代工业所需的规模和安全生产的要求的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种发酵干燥一体化设备，其包括发酵房、温湿度调节系统、干燥制热系统及控制系统，所述温湿度调节系统用于调节所述发酵房内空气的温度及湿度，以提供一个温湿恒定的发酵环境；所述干燥制热系统用于对放置于所述发酵房内的样品进行干燥并对所述发酵房的室内空气进行加热；所述控制系统分别与所述干燥制热系统及温湿度调节系统连接，用于对所述干燥制热系统及温湿度调节系统进行启停控制。

其中，所述发酵房设有进/出料口，且所述发酵房内对应于所述进/出料口的两侧均设有气流交换墙，每个所述气流交换墙均设有多个间隔布置的通孔。

其中，两个所述气流交换墙间设有多个用于放置样品的样品架。其中，所述发酵房内还设有与所述控制系统连接的轴流风机。

其中，所述温湿度调节系统包括一与所述发酵房上端连通的蒸汽管道，所述蒸汽管道上设有与所述控制系统连接的加湿电磁阀。

其中，所述温湿度调节系统还包括温湿度感应器及一与所述发酵房下端连通的排水通道，所述温湿度感应器与所述控制系统连接，且所述温湿度感应器设于所述发酵房的侧壁上。

其中，所述干燥制热系统包括冷凝器及蒸发器，所述蒸发器的出口与所述冷凝器的入口之间设有压缩机，所述冷凝器的出口与所述蒸发器的入口之间设有节流阀，且所述压缩机、冷凝器、节流阀及蒸发器构成一个制热循环回路。

其中，所述干燥制热系统还包括与所述控制系统连接的干燥器，所述干燥器设于所述蒸发器与冷凝器之间，且所述干燥器、冷凝器及蒸发器构成一个干燥循环回路。

其中，所述干燥制热系统还包括设于所述发酵房内的排湿风机，且所述排湿风机与所述控制系统连接。

其中，所述干燥制热系统还包括与所述控制系统连接的辅助加热装置。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种发酵干燥一体化设备，其包括发酵房、温湿度调节系统、干燥制热系统及控制系统，发酵房用于放置待处理的样品，温湿度调节系统用于调节发酵房内空气的温度及湿度，并通过控制系统对发酵房内部的温、湿度阶段化进行升降控制，以提供一个温湿恒定的发酵环境，由此，本发明能根据不同品种的生产工艺要求，能够实现灵活的设置，有效保障发酵菌和酶的生物活性；干燥制热系统用于对放置于发酵房内的样品进行干燥并对发酵房的室内空气进行加热；控制系统分别与干燥制热 系统及温湿度调节系统连接，用于对干燥制热系统及温湿度调节系统进行启停控制。本发明将发酵和干燥功能集为一体化，并通过控制系统控制干燥制热系统及温湿度调节系统，以对发酵房内的样品进行干燥或发酵作业，操作简单，使用方便；通过控制系统能实时有效监控、调节发酵房内的温湿度，有助于保证产品质量及提高生产效率；同时，本发明提供的发酵干燥一体化设备不受季节和天气的影响，可以随时根据品种进行专属性的适宜环境条件设定，进行发酵炮制生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种发酵干燥一体化设备实施例的发酵房与蒸汽管道及排湿管道的具体连接示意图；

图2是本发明一种发酵干燥一体化设备实施例的气流交换墙的结构示意图。

图中：1、发酵房；2、控制系统；3、蒸汽管道；3-1：压力表；3-2：加湿电磁阀；4、温湿度感应器；5、排湿管道；6、进/出料口；7、气流交换墙；7-1：通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗 示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图2所示，本发明提供了一种发酵干燥一体化设备，其包括发酵房1、温湿度调节系统、干燥制热系统及控制系统2，温湿度调节系统用于调节发酵房1内空气的温度及湿度，以提供一个温湿恒定的发酵环境，有助于提高产品质量及提高生产效率；同时，本发明提供的发酵干燥一体化设备不受季节和天气的影响，可以随时根据品种进行专属性的适宜环境条件设定，进行发酵炮制生产；干燥制热系统用于对放置于发酵房1内的样品进行干燥并对发酵房1的室内空气进行加热；控制系统2分别与干燥制热系统及温湿度调节系统连接，用于对干燥制热系统及温湿度调节系统进行启停控制。本发明将发酵和干燥功能集为一体化，并通过控制系统控制干燥制热系统及温湿度调节系统，以对发酵房内的样品进行干燥或发酵作业，操作简单，使用方便；通过控制系统能实时有效监控、调节发酵房内的温湿度，实现大批量生产，有助于保证产品质量及提高生产效率，进而能满足现代工业所需的规模和安全生产的要求。

具体地，在本实施例中，控制系统2内置温、湿度阶段性升控模式，能够实现恒温、恒湿及时间设定。具体地，对于发酵房1的环境参数设定范围为：温度5～45℃；湿度：≦95％RH。时间设定范围为：0～9999min(166.6小时)，分段时间设定范围为：0～999min(16.65小时)。

具体地，发酵房1设有进/出料口6，进/出料口6同时具备进料和出料的功能，在本实施例中，进/出料口6为发酵房1的门，用于将样品架从发酵房1内推进或推出；且发酵房1内对应于进/出料口6的两侧均设有气流交换墙7，即在附图1中发酵房1的左右两侧均设有气流交换墙7，且两个气流交换墙7以发酵房1的中心对称设置；每个气流交换墙7均设有多个间隔布置的通孔7-1，在本实施例中，通孔7-1的形状为圆形，通过设置气流交换墙7，便于蒸汽和室内热量的流通，有助于进一步提高产品质量和生产效率。特别的，通孔7-1的形状除了为圆形，也可为椭圆形或矩形，通孔7-1的数量及布置形式可根据具体的实施条件来进行具体的选择。

具体地，两个气流交换墙7间设有多个用于放置样品的样品架。样品架可用于存放不同类型的样品，相对高温热泵发酵房1独立存在；为便于生产效率，在本实施例中的样品架为样品架子车。

特别的，本发明提供的一种发酵设备主要是针对中药炮制发酵设计的，但不仅局限于中药炮制发酵，具体地，两个气流交换墙7间还可设有多个用于放置样品的发酵桶或发酵盒，发酵桶或发酵盒主要用于对固体或半固体状态的样品进行发酵作业，提供多种中药炮制发芽，或者其它固体发酵和液体发酵所需的发酵环境。

进一步地，在本实施例中，发酵房1内还设有与控制系统2连接的轴流风机，能够实现发酵房1内部空气的轴向循环流动，以保证内部温度和湿度的均一和恒定，有助于提高产品发酵或干燥质量，也有利于进一步地提高了产品的生产效率。同时，本申请还可通过控制系统2来控制轴流风机的启停，操作简单，使用方便，自动化水平高。

具体地，温湿度调节系统包括一与发酵房1上端连通的蒸汽管道3，蒸汽管道3上设有与控制系统2连接的加湿电磁阀3-2，加湿电磁阀3-2用于控制蒸汽管道3内蒸汽的流通。通过设置带有加湿电磁阀3-2的蒸汽管道3，能对发酵房1内空气的湿度进行自动调节，并通 过蒸汽的流通补充了发酵房1内部所需的湿度和温度，使得发酵房1处于一个适应发酵条件的动态平衡状态。在本实施例中，蒸汽管道3上还设有压力表3-1，以实时监测蒸汽管道3内的压力值，以提高整个生产过程中的安全性能。进一步地，为节约效能，在发酵过程中，制热系统只需提供初始的制热效果，后续由蒸汽管道3提供热能。

特别的，发酵蒸汽为经过过滤和净化的洁净蒸汽，发酵房1内水蒸气能够满足药品生产的洁净要求，且本申请发酵房1内的发酵菌丝无杂菌、无污染霉变，以保证发酵品卫生，提高了发酵品的安全性。

进一步地，温湿度调节系统还包括温湿度感应器4及一与发酵房1下端连通的排水通道5，温湿度感应器4与控制系统2连接，用于读取发酵房1室内空气的温度及湿度，并将其反馈至控制系统2中；且为达到较优的测量效果，优选地，在本实施例中，温湿度感应器4设于发酵房1的侧壁上。其中，排水通道5在发酵与干燥两个作业模式中起到的作用不一样，因发酵相比较于干燥，发酵的湿度较大，温度较低，冷却水较多。在发酵作业时，排水通道5用于排出冷却水；在干燥作业时，排水通道5用于排湿。

具体地，干燥制热系统包括冷凝器及蒸发器，蒸发器的出口与冷凝器的入口之间设有压缩机，冷凝器的出口与蒸发器的入口之间设有节流阀，且压缩机、冷凝器、节流阀及蒸发器构成一个制热循环回路。压缩机将外部空气压缩至高压状态，通过冷凝器将热能传递至发酵房1内，同时工质冷凝器为液态，经节流阀降压后，再次进入蒸发器，周而复始，不断将外界热能转至发酵房1内。

进一步地，为提高干燥效果及效率，干燥制热系统还包括与控制系统2连接的干燥器，干燥器设于蒸发器与冷凝器之间，且干燥器、冷凝器及蒸发器构成一个干燥循环回路，其中，干燥循环回路运行的是干燥介质。

进一步地，干燥制热系统还包括设于发酵房1内的排湿风机，且 排湿风机与控制系统2连接，控制系统2用于控制排湿风机的启停。优选地，排湿风机设于发酵房1内的上部，便于干燥过程中水分的蒸发，湿度的降低，达到干燥的目的。

进一步地，干燥制热系统还包括与控制系统2连接的辅助加热装置。针对干燥过程可能遇到含水量较高的样品，可额外添加一台与控制系统2连接的辅助加热装置，使得加热效率大大提高。

特别的，本申请提供的发酵干燥一体化设备设有独立的空调系统和空气净化装置，发酵生产的全过程皆在发酵房内完成。操作和生产环境的洁净度有所保障，对于霉菌和酶的活性，发酵品的质量稳定性均起到了很好的控制，满足药品GMP(GOOD MANUFACTURING PRACTICE，即产品生产质量管理规范)的要求。

具体地，若需对发酵房1内的样品进行发酵时，通过温湿度感应器4读取发酵房1室内空气的温度及湿度，并将其反馈至控制系统2，根据具体的实施条件，结合上述带有加湿电磁阀3-2的蒸汽管道3、制热循环回路及轴流风机，使得发酵房1内的温湿度符合待生产样品所需的环境要求且为一个温湿恒定的发酵环境，以进一步提高发酵产品质量，也有利于节约整个发酵作业的生产时间，提高了发酵效率，能满足现代工业所需的规模。

具体地，若需对发酵房1内的样品进行干燥时，通过温湿度感应器4读取发酵房1室内空气的温度及湿度，并将其反馈至控制系统2，根据具体的实施条件，结合上述制热循环回路、干燥循环回路连同排湿风机及辅助加热装置，便于待生产样品在干燥过程中水分的快速蒸发，湿度的降低，进而达到快速干燥样品的目的。

值得说明的是，本发明提供的一种发酵干燥一体化设备主要是针对中药炮制发酵设计的，但不仅局限于中药炮制发酵，本发明还可推广应用于中药炮制发芽，或者其它固体发酵和液体发酵所需的发酵环境。同时，本发明提供的一种发酵干燥一体化设备还可推广应用于干 燥，特别是受温度影响变化较大的一些食品、药材饮片和一些水分含量高且不易干燥的药物或食品。

综上所述，本发明提供了一种发酵干燥一体化设备，其包括发酵房、温湿度调节系统、干燥制热系统及控制系统，发酵房用于放置待处理的样品，温湿度调节系统用于调节发酵房内空气的温度及湿度，并通过控制系统对发酵房内部的温、湿度阶段化进行升降控制，以提供一个温湿恒定的发酵环境，由此，本发明能根据不同品种的生产工艺要求，能够实现灵活的设置，有效保障发酵菌和酶的生物活性；干燥制热系统用于对放置于发酵房内的样品进行干燥并对发酵房的室内空气进行加热；控制系统分别与干燥制热系统及温湿度调节系统连接，用于对干燥制热系统及温湿度调节系统进行启停控制。本发明将发酵和干燥功能集为一体化，并通过控制系统控制干燥制热系统及温湿度调节系统，以对发酵房内的样品进行干燥或发酵作业，操作简单，使用方便；通过控制系统能实时有效监控、调节发酵房内的温湿度，有助于保证产品质量及提高生产效率；同时，本发明提供的发酵干燥一体化设备不受季节和天气的影响，可以随时根据品种进行专属性的适宜环境条件设定，进行发酵炮制生产。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。