一种高固体发酵装置的制作方法

本申请涉及生物发酵技术领域，尤其涉及一种高固体发酵装置。

背景技术：

发酵指借助微生物在有氧或者无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、直接代谢产物或者次级代谢产物的过程。发酵根据培养基的状态不同分为：固体发酵和液体发酵。由于液体发酵比固体发酵的受感染风险大，且发酵设备复杂，所以目前普遍使用固体发酵。固体发酵是以气相为连续相的生物反应过程，物料经蒸煮灭菌等预加工，制成含有一定水分的固体物料，放置于发酵装置中在适宜的温度和氧气条件下进行发酵，高固体发酵指对固体含量较高的物料进行发酵，高固体物料本身含有一定水分，满足固体发酵过程的条件。

目前，操作人员普遍首先将固体物料在发酵装置外蒸煮灭菌，灭菌后添加水或者其他用于发酵的液体成分，然后将固液混合物料放入发酵装置。为了保证发酵温度，现有发酵装置通有可加热的空气，通过控制加热空气的通入量来改变发酵温度。为了保证有氧发酵所需要的氧气量，现有装置需要工作人员根据物料量、固液比例等因素凭借工作经验判断氧气输入量，并采用手动输入。发酵结束，工作人员需要将物料整体取出，手动将固体成分与液体成分分离。

但是，在装置外经过灭菌的物料在放入发酵装置的过程中容易感染；通过加热空气控制温度，空气中的氧气成分容易破坏无氧发酵的效果；工作人员判断氧气输入量工作量大，且判断精确度低，影响发酵效果；发酵后人工分离固液成分，物料取出过程麻烦，分离程序繁琐，且容易造成浪费和污染。

技术实现要素：

本申请提供了一种高固体发酵装置，以解决现有固体发酵装置操作复杂、控制发酵条件不准确的问题。

根据本申请的实施例，提供了一种高固体发酵装置，包括：发酵装置、进料口、盖板、杀菌装置、换气装置、氧气供给装置和加热套筒；

所述盖板放置于所述进料口的上端；

所述进料口的下端与所述杀菌装置的一端相连通；

所述杀菌装置的另一端与所述发酵装置相连通；

所述杀菌装置的外部侧壁包裹有所述加热套筒；

所述发酵装置包括：发酵箱、喷淋装置、搅拌装置和过滤网；

所述发酵箱的内部上表面设有温度检测仪和氧气含量检测仪；

所述喷淋装置、所述搅拌装置和所述过滤网设置于所述发酵箱的内部；

所述过滤网的边缘与所述发酵箱的侧壁相连接；

所述喷淋装置包括：水泵和水管；

所述水泵悬挂于所述发酵箱的内部侧壁上，且所述发酵箱位于所述过滤网的上方；

所述水管的一端通过所述水泵，且穿过所述过滤网至所述发酵箱的底部；

所述搅拌装置包括：电机、支架和搅拌头；

所述电机悬挂于所述加热套筒的外部侧壁上；

所述支架的一端与所述电机连接；

所述支架的另一端穿过所述加热套筒与所述发酵箱的侧壁进入所述发酵箱的内部与所述搅拌头连接；

所述搅拌头位于所述过滤网的上方；

所述发酵箱的底部设有出料口；

所述换气装置的一端与所述发酵装置由软管相连通；

所述换气装置的另一端分别与所述氧气供给装置和外界相连通。

可选地，所述喷淋装置还包括：喷头；

所述喷头呈莲蓬状，且所述喷头直径较小的一端与所述水管连接。

可选地，所述支架为中空结构。

可选地，所述发酵箱的侧壁设有视窗，且所述视窗与所述发酵箱的外部侧壁由合页相连接。

可选地，所述出料口上设有阀门。

可选地，所述发酵箱的底部外侧设有滚轮。

由以上技术可知，本申请提供了一种高固体发酵装置，包括：发酵装置、进料口、盖板、杀菌装置、换气装置、氧气供给装置和加热套筒；所述盖板放置于所述进料口的上端；所述进料口的下端与所述杀菌装置的一端相连通；所述杀菌装置的另一端与所述发酵装置相连通；所述杀菌装置的外部侧壁包裹有所述加热套筒；所述发酵装置包括：发酵箱、喷淋装置、搅拌装置和过滤网；所述发酵箱的内部上表面设有温度检测仪和氧气含量检测仪；所述喷淋装置、所述搅拌装置和所述过滤网设置于所述发酵箱的内部；所述过滤网的边缘与所述发酵箱的侧壁相连接；所述喷淋装置包括：水泵和水管；所述水泵悬挂于所述发酵箱的内部侧壁上，且所述发酵箱位于所述过滤网的上方；所述水管的一端通过所述水泵，且穿过所述过滤网至所述发酵箱的底部；所述搅拌装置包括：电机、支架和搅拌头；所述电机悬挂于所述加热套筒的外部侧壁上；所述支架的一端与所述电机连接；所述支架的另一端穿过所述加热套筒与所述发酵箱的侧壁进入所述发酵箱的内部与所述搅拌头连接；所述搅拌头位于所述过滤网的上方；所述发酵箱的底部设有出料口；所述换气装置的一端与所述发酵装置由软管相连通；所述换气装置的另一端分别与所述氧气供给装置和外界相连通。

使用时，操作人员将高固体物料从进料口放入，高固体物料在掉落的过程中经过杀菌装置，所述杀菌装置内部设有紫外线灯，高固体物料经过紫外线灯的强照射作用达到灭菌效果。经过灭菌的高固体物料掉落在过滤网上，高固体物料中的固体成分会留在所述过滤网上，而高固体物料中的液体成分会经过所述过滤网达到发酵箱底部，此时需要用塞子或塑料膜密封出料口，防止液体成分流出。高固体物料达到预先设定的发酵量后，落下盖板，令发酵装置整体呈密封状态。接通加热套筒的电源，对所述发酵装置加热，根据所述发酵箱内安装的温度检测仪监测发酵温度，如果所述发酵箱内温度过低，则继续令所述加热套筒工作；如果所述发酵箱内温度过高，则停止所述加热套筒工作，精确控制所述发酵箱内的温度保持在预先设定的发酵温度。开启水泵，将所述发酵箱底部的液体经过水管抽到所述过滤网上，喷淋至所述过滤网上的固体成分上。开启电机，带动搅拌头转动，对固体成分及喷洒的液体进行充分搅拌，同时仍有部分液体经过所述过滤网漏至所述发酵箱底部，形成循环喷淋、搅拌回路。如果采用有氧发酵，则开启换气装置，通过氧气供给装置为所述发酵装置提供纯净氧气，根据所述发酵箱内设置的氧气含量检测仪精确控制氧气供给量。所述换气装置中设有电磁转换阀，氧气含量低于预先设定值时，连通所述氧气供给装置提供氧气，切断与外界的连通；氧气含量达到或者高于预先设定值时，切断与所述氧气供给装置的连通，与外界连通，将多余氧气或发酵过程产生的废气排出。如果采用无氧发酵，则无需开启所述换气装置。发酵完成，高固体物料是固液分离状态，打开所述出料口，将发酵液体引出；所述发酵箱的顶盖能够拆卸，拆卸所述顶盖，用所述过滤网将发酵固体取出。本实用新型能够有效解决现有固体发酵装置操作复杂、控制发酵条件不准确的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一种高固体发酵装置的内部结构示意图；

图2为本申请一种高固体发酵装置的外部结构示意图。

图示说明：

其中：1-发酵装置；2-进料口；3-杀菌装置；4-发酵箱；5-喷淋装置；51-水泵；52-水管；53-喷头；6-搅拌装置；61-电机；62-支架；63-搅拌头；7-过滤网；8-出料口；81-阀门；9-换气装置；10-加热套筒；11-盖板；12-氧气供给装置；13-废气收集装置；14-软管；15-滚轮；16-温度检测仪；17-氧气含量检测仪；18-视窗；19-合页。

具体实施方式

参见图1，为本申请一种高固体发酵装置的内部结构示意图。

本实施例提供一种高固体发酵装置，包括：发酵装置1、进料口2、盖板11、杀菌装置3、换气装置9、氧气供给装置12和加热套筒10；

所述盖板11放置于所述进料口2的上端；

所述进料口2的下端与所述杀菌装置3的一端相连通；

所述杀菌装置3的另一端与所述发酵装置1相连通；

所述杀菌装置3的外部侧壁包裹有所述加热套筒10；

所述发酵装置1包括：发酵箱4、喷淋装置5、搅拌装置6和过滤网7；

所述发酵箱4的内部上表面设有温度检测仪16和氧气含量检测仪17；

所述喷淋装置5、所述搅拌装置6和所述过滤网7设置于所述发酵箱4的内部；

所述过滤网7的边缘与所述发酵箱4的侧壁相连接；

所述喷淋装置5包括：水泵51和水管52；

所述水泵51悬挂于所述发酵箱4的内部侧壁上，且所述发酵箱4位于所述过滤网7的上方；

所述水管52的一端通过所述水泵51，且穿过所述过滤网7至所述发酵箱4的底部；

所述搅拌装置6包括：电机61、支架62和搅拌头63；

所述电机61悬挂于所述加热套筒10的外部侧壁上；

所述支架62的一端与所述电机61连接；

所述支架62的另一端穿过所述加热套筒10与所述发酵箱4的侧壁进入所述发酵箱4的内部与所述搅拌头63连接；

所述搅拌头63位于所述过滤网7的上方；

所述发酵箱4的底部设有出料口8；

所述换气装置9的一端与所述发酵装置1由软管14相连通；

所述换气装置9的另一端分别与所述氧气供给装置12和外界相连通。

从上述实施例可以看出，使用时，操作人员将高固体物料从进料口2放入，高固体物料在掉落的过程中经过杀菌装置3，所述杀菌装置3内部设有紫外线灯，高固体物料经过紫外线灯的强照射作用达到灭菌效果。经过灭菌的高固体物料掉落在过滤网7上，高固体物料中的固体成分会留在所述过滤网7上，而高固体物料中的液体成分会经过所述过滤网7达到发酵箱底部，此时需要用塞子或塑料膜密封出料口8，防止液体成分流出。高固体物料达到预先设定的发酵量后，落下盖板11，令发酵装置1整体呈密封状态。接通加热套筒10的电源，对所述发酵装置1加热，根据所述发酵箱4内安装的温度检测仪16监测发酵温度，如果所述发酵箱4内温度过低，则继续令所述加热套筒10工作；如果所述发酵箱4内温度过高，则停止所述加热套筒10工作，精确控制所述发酵箱4内的温度保持在预先设定的发酵温度。开启水泵51，将所述发酵箱4底部的液体经过水管52抽到所述过滤网7上，喷淋至所述过滤网7上的固体成分上。开启电机61，带动搅拌头63转动，对固体成分及喷洒的液体进行充分搅拌，同时仍有部分液体经过所述过滤网7漏至所述发酵箱4底部，形成循环喷淋、搅拌回路。如果采用有氧发酵，则开启换气装置9，通过氧气供给装置12为所述发酵装置1提供纯净氧气，根据所述发酵箱4内设置的氧气含量检测仪17精确控制氧气供给量。所述换气装置9中设有电磁转换阀，氧气含量低于预先设定值时，连通所述氧气供给装置12提供氧气，切断与外界的连通；氧气含量达到或者高于预先设定值时，切断与所述氧气供给装置12的连通，与外界连通，将多余氧气或发酵过程产生的废气排出。如果采用无氧发酵，则无需开启所述换气装置9。发酵完成，高固体物料是固液分离状态，打开所述出料口8，将发酵液体引出；所述发酵箱4的顶盖能够拆卸，拆卸所述顶盖，用所述过滤网7将发酵固体取出。本实用新型能够有效解决现有固体发酵装置操作复杂、控制发酵条件不准确的问题。

参见图1，为本申请一种高固体发酵装置的内部结构示意图。

本实施例提供一种高固体发酵装置，所述喷淋装置5还包括：喷头53；所述喷头53呈莲蓬状，且所述喷头53直径较小的一端与所述水管52连接。由于本实用新型针对高固体物料发酵设计，高固体物料的液体含量低，所以为了减少液体在所述水管52上的浪费，采用小直径水管，直接由水管喷淋高固体物料，水柱过于集中，降低固体物料与液体物料的搅拌混合效果，从而影响发酵效果。采用莲蓬状喷头可以增大液体的喷洒面积，而且喷头上带有多个小孔，可以进一步将液体细分，令固体物料与液体物料充分搅拌混合，增强发酵效果。

参见图1，为本申请一种高固体发酵装置的内部结构示意图。

本实施例提供一种高固体发酵装置，所述支架62为中空结构。所述电机61与所述搅拌头63相连的电线能够放入所述支架62中，有效避免电线被物料污染腐蚀，或者与所述搅拌头63发生缠绕，甚至被绞断。提高高固体发酵装置的安全系数，延长装置的使用寿命。

参见图2，为本申请一种高固体发酵装置的外部结构示意图。

本实施例提供一种高固体发酵装置，所述发酵箱4的侧壁设有视窗18，且所述视窗18与所述发酵箱4的外部侧壁由合页19相连接。操作人员使用高固体发酵装置时能够通过所述视窗18随时观察发酵情况，即时检测发酵的各项指标，方便随时做出调整。同时所述视窗18能够开启，解决了取料时需要将所述发酵箱4的顶盖拆卸的问题，只需开启所述视窗18即可将固体发酵物料取出。本实施例能够有效简化操作人员的取料工序，省时省力，并且能够有效提高操作的安全性与操作的即时性。

参见图1，为本申请一种高固体发酵装置的内部结构示意图。

本实施例提供一种高固体发酵装置，所述出料口8上设有阀门81。如果所述发酵箱4内正在进行发酵，则关闭所述阀门81；如果发酵过程完毕，需要取出发酵液体，则开启所述阀门81。简化取放塞子或者塑料膜的过程，同时有效保证所述出料口8的密封性。省时省力，增强所述发酵装置1的发酵效果。

参见图2，为本申请一种高固体发酵装置的外部结构示意图。

本实施例提供一种高固体发酵装置，所述发酵箱4的底部外侧设有滚轮15。有时发酵地点会发生更改，高固体发酵装置不易搬运，需要在不同位置均安放高固体发酵装置，或者耗费大量人力搬运，搬动过程中容易对高固体发酵装置造成磕损。所述滚轮15能够方便移动所述高固体发酵装置，增强所述高固体发酵装置的便携性。

由以上技术方案可知，本申请提供一种高固体发酵装置，包括：发酵装置1、进料口2、盖板11、杀菌装置3、换气装置9、氧气供给装置12和加热套筒10；所述盖板11放置于所述进料口2的上端；所述进料口2的下端与所述杀菌装置3的一端相连通；所述杀菌装置3的另一端与所述发酵装置1相连通；所述杀菌装置3的外部侧壁包裹有所述加热套筒10；所述发酵装置1包括：发酵箱4、喷淋装置5、搅拌装置6和过滤网7；所述发酵箱4的内部上表面设有温度检测仪16和氧气含量检测仪17；所述喷淋装置5、所述搅拌装置6和所述过滤网7设置于所述发酵箱4的内部；所述过滤网7的边缘与所述发酵箱4的侧壁相连接；所述喷淋装置5包括：水泵51和水管52；所述水泵51悬挂于所述发酵箱4的内部侧壁上，且所述发酵箱4位于所述过滤网7的上方；所述水管52的一端通过所述水泵51，且穿过所述过滤网7至所述发酵箱4的底部；所述搅拌装置6包括：电机61、支架62和搅拌头63；所述电机61悬挂于所述加热套筒10的外部侧壁上；所述支架62的一端与所述电机61连接；所述支架62的另一端穿过所述加热套筒10与所述发酵箱4的侧壁进入所述发酵箱4的内部与所述搅拌头63连接；所述搅拌头63位于所述过滤网7的上方；所述发酵箱4的底部设有出料口8；所述换气装置9的一端与所述发酵装置1由软管14相连通；所述换气装置9的另一端分别与所述氧气供给装置12和外界相连通。

从上述实施例可以看出，使用时，操作人员将高固体物料从进料口2放入，高固体物料在掉落的过程中经过杀菌装置3，所述杀菌装置3内部设有紫外线灯，高固体物料经过紫外线灯的强照射作用达到灭菌效果。经过灭菌的高固体物料掉落在过滤网7上，高固体物料中的固体成分会留在所述过滤网7上，而高固体物料中的液体成分会经过所述过滤网7达到发酵箱底部，此时需要用塞子或塑料膜密封出料口8，防止液体成分流出。高固体物料达到预先设定的发酵量后，落下盖板11，令发酵装置1整体呈密封状态。接通加热套筒10的电源，对所述发酵装置1加热，根据所述发酵箱4内安装的温度检测仪16监测发酵温度，如果所述发酵箱4内温度过低，则继续令所述加热套筒10工作；如果所述发酵箱4内温度过高，则停止所述加热套筒10工作，精确控制所述发酵箱4内的温度保持在预先设定的发酵温度。开启水泵51，将所述发酵箱4底部的液体经过水管52抽到所述过滤网7上，喷淋至所述过滤网7上的固体成分上。开启电机61，带动搅拌头63转动，对固体成分及喷洒的液体进行充分搅拌，同时仍有部分液体经过所述过滤网7漏至所述发酵箱4底部，形成循环喷淋、搅拌回路。如果采用有氧发酵，则开启换气装置9，通过氧气供给装置12为所述发酵装置1提供纯净氧气，根据所述发酵箱4内设置的氧气含量检测仪17精确控制氧气供给量。所述换气装置9中设有电磁转换阀，氧气含量低于预先设定值时，连通所述氧气供给装置12提供氧气，切断与外界的连通；氧气含量达到或者高于预先设定值时，切断与所述氧气供给装置12的连通，与外界连通，将多余氧气或发酵过程产生的废气排出。如果采用无氧发酵，则无需开启所述换气装置9。发酵完成，高固体物料是固液分离状态，打开所述出料口8，将发酵液体引出；所述发酵箱4的顶盖能够拆卸，拆卸所述顶盖，用所述过滤网7将发酵固体取出。本实用新型能够有效解决现有固体发酵装置操作复杂、控制发酵条件不准确的问题。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。