固態物料發酵設備的制作方法
【專利摘要】本發明所公開的是一種固態物料發酵設備，以其包括全自動控制裝置、發酵裝置、待發酵固態物料進料裝置，已發酵固態物料出料裝置、液態發酵物料補給裝置和溫濕度調節裝置為主要特征，具有結構合理、能耗低、產能大、通用性好、自動化程度高和制成品質量好等特點。
【專利說明】固態物料發酵設備
[0001]

【技術領域】
[0002]本發明涉及一種固態物料發酵設備，屬于發酵工程裝備技術。

【背景技術】
[0003]現有的用于生物飼料、生物肥料、水環境治理和利用微生物處理垃圾等的微生物菌劑，都要用固態物料發酵設備進行擴大生產，以滿足日益增長的面廣量大的社會需求。
[0004]然而，目前用于適合大規模生產的固態物料發酵設備，盡管已有轉軸式發酵罐、轉筒式發酵罐、固定轉軸發酵罐和移動發酵床等多種形式，且在實際應用中都取得了一定的成效，但這些設備仍然普遍存在著能耗大、通用性差、產能小、投資大等不足，尚不能滿足農用微生物菌劑和環境微生物菌劑等的用量龐大、價格低廉等要求。因此研究開發一種產能大、能耗低、通用性好、產成品價格便宜的固態物料發酵設備，是加快發展固態發酵物料業的客觀要求。


【發明內容】

[0005]本發明的目的是在已有技術的基礎上，采取博采眾長之策略，而提供一種結構簡單合理、通用性好，自動化程度高、產能大的固態物料發酵設備，為克服已有技術的不足，滿足社會對于發酵固態物料產品日益增長的需要，提供生產裝備技術支持。
[0006]基于上述目的，本發明的主旨技術方案是:
一種固態物料發酵設備，包括自動控制裝置，發酵裝置、待發酵固態物料進料裝置、已發酵固態物料出料裝置、液態發酵物料補給裝置和溫濕度調節裝置，而其:
a,所述自動控制裝置，是具有PLC可編程序控制器和觸摸屏的自動控制裝置；b，所述發酵裝置包括發酵罐、發酵罐傳動裝置、發酵罐支承組件和用來翻動和推進固態發酵物料運動的抄板組件，
而所述發酵罐呈圓筒狀結構，且在其兩端分別設有落地定置的側板，所述側板的內圓與發酵罐(2-1)的外圓動配合；
而所述發酵罐傳動裝置，包括裝置在呈圓筒狀發酵罐的外圓上且與所述發酵罐同中心布置的齒圈、與齒圈相哨合的齒輪和與齒輪相配裝的第一電機；且所述第一電機接受自動控制裝置的控制而按工藝要求實現自動變速；
而所述發酵罐支承組件，包括2個沿所述發酵罐長度方向有間距分開布置的支承構件；所述支承構件包括支承架座和2個與支承架座呈轉動配裝的滾輪，所述2個滾輪對稱布置在支承架座垂直中心線的兩側，且2個滾輪的軸心分別布置在同一圓弧線上，所述2個滾輪的外圓分別與呈圓筒狀的發酵罐的外圓相切；而支承架座則固定在地基上，從而由所述支承組件將所述發酵罐托起并呈平臥狀布置，且所述發酵罐可輕松靈活轉動；
而所述抄板組件，由若干個沿所述發酵罐長度方向呈螺旋狀排布且固定裝置在發酵罐內壁上的抄板件構成:隨著所述發酵罐的轉動，由抄板組件實施固態發酵物料的上下翻動，并將固態發酵物料由所述發酵罐的進料端推向所述發酵罐的出料端；
C，所述待發酵固態物料進料裝置，包括與固態發酵物料品種相應對的若干個料倉，與料倉相配裝的由第二電機驅動的定量給料組件，和由第三電機驅動的用來匯集由料倉垂落的固態發酵物料，進行混合并向前推進的第一螺旋推進器；所述第一螺旋推進器設在所述發酵罐的進料端的上部且與發酵罐相貫通，而所述第二電機和第三電機分別均接受自動控制裝置的控制且按工藝要求實現自動變速，而實施連續定量進料；
d，所述已發酵固態物料出料裝置，包括第四電機和與第四電機配裝的第二螺旋推進器；所述第二螺旋推進器設在所述發酵罐出料端的下部且與發酵罐相貫通；所述第四電機接受自動控制裝置的控制且按工藝要求實現自動變速，而實施連續定量出料；
e，所述液體發酵物料補給裝置，包括用來儲存按工藝比例配制的液體菌種、可溶性培養基和微量元素的儲液罐，和由第五電機驅動的計量泵；所述計量泵的進口端與儲液罐管路連接，而其出口端與待發酵固態物料進料裝置的第一螺旋推進器管路連接；所述第五電機接受自動控制裝置的控制而自動變速，且按工藝要求實施自動定量補給液態發酵物料；f，所述溫濕度調節裝置，包括安插在所述發酵罐內的且與自動控制裝置電信連接的溫度傳感器和濕度傳感器，和具有電加熱器、補濕器和鼓風機的進風溫濕度調節器；所述進風溫濕度調節器的出風管引入所述發酵罐內；而所述電加熱器的電源開關、補濕器的水源電磁閥和鼓風機的電機，均接受自動控制裝置根據溫度傳感器和濕度傳感器所提供的信息所實施的控制，而按工藝要求實施加熱器的自動加熱，補濕器的自動補濕和鼓風機的自動工作，從而實時給固態發酵物料提供合適的發酵工藝條件。
[0007]以上所給出的技術方案的有益的積極效果有:
一是由于采用了圓筒狀發酵罐支承在其滾輪式支承架上，且由齒圈齒輪副傳動的結構形式，因而其所需的傳動扭矩很小，從而其所需能耗也很小。
[0008]二是由于發酵所需多種固態物料和液態物料，由第一螺旋式推進器混合后，連續喂入圓筒狀發酵罐，且在所述抄板組件的上下翻動和推進下，按預定工藝速度向發酵罐出料端運動，經所述出料裝置連續定量出料，從而構成完整的連續發酵過程，有效提升了它的產能。
[0009]三是在發酵工藝策略指導下，待發酵物料由喂入口進入發酵罐，直至已發酵物料出料口所移動的時間，在其自動控制裝置的控制下，等于物料發酵所需要的時間，從而確保在發酵工藝時間內，完成預期的發酵效果，保證了制成品發酵固態物料的質量。
[0010]四是，采取了由其自動控制裝置對整機所實施的自動控制，實現了所需多種固態物料量和液態物料量、待發酵物料喂入量和已發酵物料出料量、發酵過程的時間、發酵溫度和濕度以及所需含氧量等發酵環境條件等的自動控制，從而有效保障了制成品發酵固態物料的質量，節省了人工勞力消耗，降低了制備成本。
[0011]由以上所述積極效果可以知曉，本發明是微生物菌劑發酵規模化生產的一種高效、優質、自動連續生產線，由此實現了本發明的目的。
[0012]在上述技術方案中，本發明還包括設在發酵罐出料端的廢氣處理裝置；所述廢氣處理裝置是水噴淋式廢氣處理裝置，且所述廢氣處理裝置的進氣口與發酵罐的上部內腔相貫通，而其排氣口與外界相通。
[0013]在上述技術方案中，本發明的第一、第二、第三、第四和第五電機，均為變頻電機或伺服電機。
[0014]在上述技術方案中，本發明所述發酵裝置的發酵罐內壁沿長度方向呈螺旋狀排布的抄板組件至少有2條。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發明一種【具體實施方式】的結構簡易視圖；
圖2是如圖1所示發酵罐支承組件2-3的結構簡易視圖。

【具體實施方式】
[0016]本發明一種典型和【具體實施方式】，如附圖1和2所示。
[0017]一種固態物料發酵設備，包括自動控制裝置1，發酵裝置2、待發酵固態物料進料裝置3、已發酵固態物料出料裝置4、液態發酵物料補給裝置5和溫濕度調節裝置6，而其:
a，所述自動控制裝置1，是具有PLC可編程序控制器和觸摸屏的自動控制裝置；b，所述發酵裝置2包括發酵罐2-1、發酵罐傳動裝置2-2、發酵罐支承組件2-3和用來翻動和推進固態發酵物料運動的抄板組件2-4，
而所述發酵罐2-1呈圓筒狀結構；在較冷或較熱的環境條件下，在發酵罐2-1的外壁上，還設有保溫材料層；且在其兩端分別設有落地定置的側板，而所述側板的內圓與發酵罐
2-1的外圓動配合。
[0018]而所述發酵罐傳動裝置2-2，由固定裝置在呈圓筒狀的發酵罐2-1外圓上且與所述發酵罐2-1同中心布置的齒圈2-2-1、與齒圈2-2-1相嚙合的齒輪2-2-2和與齒輪2-2-2相配裝的第一電機2-2-3所組成；且所述第一電機2-2-3接受自動控制裝置1的控制而按工藝要求實現自動變速；以滿足多種菌種不同的發酵工藝時間的要求。
[0019]而所述發酵罐支承組件2-3，由2個沿所述發酵罐2-1長度方向有間距分開布置的支承構件所組成；所述支承構件由支承架座2-3-1和2個與支承架座2-3-1呈滾珠軸承轉動配裝的滾輪2-3-2所構成，所述2個滾輪2-3-2對稱布置在支承架座2_3_1垂直中心線的兩側，且2個滾輪2-3-2的軸心分別布置在同一圓弧線上，而2個滾輪2-3-2的圓心夾角在90°?120°范圍內；所述2個滾輪2-3-2的外圓分別與呈圓筒狀的發酵罐2-1的外圓相切；而支承架座2-3-1則固定在地基上，從而由所述支承組件2-3將所述發酵罐2-1托起并呈平臥狀布置，且所述發酵罐2-1可輕松靈活轉動；
而所述抄板組件2-4，由若干個沿所述發酵罐2-1長度方向呈螺旋狀排布且固定裝置在發酵罐2-1內壁上的抄板件2-4-1組成；隨著所述發酵罐2-1的轉動，由抄板組件2-4實施固態發酵物料的上下翻動，和把固態發酵物料由所述發酵罐2-1的進料端推向所述發酵罐2-1的出料端；
c，所述待發酵固態物料進料裝置3，包括與固態發酵物料品種相應對的若干個料倉
3-1，與料倉3-1相配裝的由第二電機3-2驅動的定量給料組件，和由第三電機3-3-1驅動的用來匯集由料倉3-1垂落的固態發酵物料，且進行混合并向前推進的第一螺旋推進器3-3 ;所述第一螺旋推進器3-3設在所述發酵罐2-1的進料端的上部且與發酵罐2-1相貫通，而所述第二電機3-2和第三電機3-3-1均分別接受自動控制裝置1的控制而按工藝要求實現自動變速，而實施連續定量進料；
d，所述已發酵固態物料出料裝置4，包括第四電機4-1和與第四電機配裝的第二螺旋推進器4-2 ;所述第二螺旋推進器4-2設在所述發酵罐2-1出料端的下部且與發酵罐2-1相貫通；且所述第四電機4-1接受自動控制裝置I的控制而按工藝要求實現自動變速，實施連續定量出料；
e，所述液態發酵物料補給裝置5，包括用來儲存按工藝比例配制的液體菌種、可溶性培養基和微量元素的儲液罐5-1，和由第五電機驅動的計量泵5-2 ;所述計量泵5-2的進口端與儲液罐5-1管路連接，而其出口端與待發酵固態物料進料裝置3的第一螺旋推進器3-3管路連接；所述第五電機接受自動控制裝置I的控制而自動變速，且按工藝要求實施自動定量補給液態發酵物料；
f，所述溫濕度調節裝置6，包括安插在所述發酵罐2-1內的且與自動控制裝置I電信連接的溫度傳感器6-1和濕度傳感器6-2，以及具有電加熱器、補濕器和鼓風機的進風溫濕度調節器6-3 ;所述進風溫濕度調節器6-3的出風管6-3-1引入所述發酵罐2-1內；而所述電加熱器的電源開關、補濕器的水源電磁閥和鼓風機的電機，均分別接受自動控制裝置I根據溫度傳感器6-1和濕度傳感器6-2所提供的信息所實施的控制，而按工藝要求實施加熱器的自動加熱，補濕器的自動補濕和鼓風機的自動工作，從而實時給固態發酵物料提供合適的發酵工藝條件。
[0020]而其還包括設在發酵罐2-1出料端的廢氣處理裝置7 ;所述廢氣處理裝置7是水噴淋式或水浴式廢氣處理裝置，且所述廢氣處理裝置7的進氣口與發酵罐2-1的上部內腔相貫通，而其排氣口與外界相通。
[0021]而所述的第一、第二、第三、第四和第五電機，均為變頻調速電機。
[0022]而所述所述發酵裝置2的呈螺旋狀排布的抄板組件2-4有3條。
[0023]如以上實施例所述的本發明的工作過程的簡要描述是，根據某種菌劑的擴大發酵培養要求，將其所需發酵固態物料分別置入料倉3-1，并將其所需發酵液態物料置入儲液罐5-1內，同時根據發酵工藝要求，將根據發酵時間設定的發酵罐2-1的轉速，以及其所述第一、第二、第三、第四和第五電機的轉速等編制的工藝軟件，輸入自動控制裝置I的PLC控制器，啟動電源和水源，即可投入全自動生產。
[0024]在需要變更菌劑實施擴大發酵培養時，可將與其相配套的工藝軟件輸入PLC控制器，再按照以上所描述的過程，實施固態物料的發酵生產。
[0025]這里還應當說明的是:
本發明所述的第一螺旋推進器3-3、第二螺旋推進器4-2、廢氣處理裝置7的進氣管、溫度傳感器6-1、濕度傳感器6-2和溫濕度調節器6-3的出風管6-3-1，均分別通過所述的發酵罐2-1兩端的定置側板2-5引入發酵罐2-1的內腔。
[0026]而所述進料裝置3的定量給料組件3-2，是由流量傳感器控制的定量給料組件，或者是由電機驅動翻轉的定量容積給料斗式的定量給料組件。這種定量給料組件，市場有現貨供應。
[0027]而所述計量泵5-2，是市場有現貨供應的齒輪泵或者是隔膜泵。
[0028]而所述溫濕度調節裝置6的加熱器是電加熱器，其補濕器是蝸殼式噴霧器或者是蓮蓬頭，而鼓風機是軸流風機或者是離心風機。
[0029]本發明的初樣試生產顯示的效果是很好的。它是一種具有結構合理、能耗低、產能大、通用性好、自動化程度高和制成品質量好等特點的智能固態物料發酵設備。實現了本發明所預期的目的。
【權利要求】
1.一種固態物料發酵設備，包括自動控制裝置(1),發酵裝置(2^待發酵固態物料進料裝置(3^已發酵固態物料出料裝置“)、液態發酵物料補給裝置(5)和溫濕度調節裝置(6),其特征在于: ^所述自動控制裝置(1),是具有可編程序控制器和觸摸屏組成的自動控制裝置；6，所述發酵裝置(2 )包括發酵罐(2-1)、發酵罐傳動裝置(2-2^發酵罐支承組件(2-3 )和用來翻動和推進固態發酵物料運動的抄板組件(2-4), 而所述發酵罐(2-1)呈圓筒狀結構，且在其兩端分別設有落地定置的側板(2-5),而所述側板(2-5)的內圓與發酵罐(2-1)的外圓動配合； 而所述發酵罐傳動裝置(2-2),包括裝置在呈圓筒狀發酵罐(2-1)的外圓上且與所述發酵罐(2-1)同中心布置的齒圈〔2-2-0、與齒圈(2-2-1)相嚙合的齒輪(2-2-2)和與齒輪(2-2-2 )相配裝的第一電機(2-2-3 )；且所述第一電機(2-2-3 )接受自動控制裝置(1)的控制而按工藝要求實現自動變速； 而所述發酵罐支承組件(2-3),包括2個沿所述發酵罐(2-1)長度方向有間距分開布置的支承構件；所述支承構件包括支承架座(2-3-1)和2個與支承架座(2-3-1)呈轉動配裝的滾輪(2-3-2 ),所述2個滾輪(2-3-2)對稱布置在支承架座(2-3-1)垂直中心線的兩側，且2個滾輪(2-3-2)的軸心分別布置在同一圓弧線上:^^2^^^(2-3-2)的外圓分別與呈圓筒狀的發酵罐(2-1)的外圓相切；而支承架座(2-3-1)則固定在地基上，從而由所述支承組件(2-3 )將所述發酵罐(2-1)托起并呈平臥狀布置，且所述發酵罐(2-1)可輕松靈活轉動； 而所述抄板組件(2-4),由若干個沿所述發酵罐(2-1)的長度方向呈螺旋狀排布，且固定裝置在發酵罐(2-1)內壁上的抄板件(2-4-1)構成；隨著所述發酵罐(2-1)的轉動，由抄板組件(2-4)實施固態發酵物料的上下翻動，并將固態發酵物料由所述發酵罐(2-1)的進料端推向所述發酵罐(2-1)的出料端； 6所述待發酵固態物料進料裝置(3),包括與固態發酵物料品種相對應的若干個料倉(3-1),與料倉(3-1)相配裝的由第二電機(3-2)驅動的定量給料組件，和由第三電機(3-3-1)驅動的用來匯集由料倉(3-1)垂落的固態發酵物料，且進行混合并向前推進的第一螺旋推進器(3-3):所述第一螺旋推進器(3-3)設在所述發酵罐(2-1)的進料端的上部且與發酵罐(2-1)相貫通，而所述第二電機(3-2 )和第三電機(3-3-1)均分別接受自動控制裝置(1)的控制而按工藝要求實現自動變速，而實施連續定量進料； 山所述已發酵固態物料出料裝置(4),包括第四電機(4-1)和與第四電機配裝的第二螺旋推進器(4-2):所述第二螺旋推進器(4-2)設在所述發酵罐(2-1)出料端的下部且與發酵罐(2-1)相貫通；所述第四電機(4-1)接受自動控制裝置(1)的控制而按工藝要求實現自動變速，而實施連續定量出料； 6，所述液態發酵物料補給裝置(5),包括用來儲存按工藝比例配制的液體菌種、可溶性培養基和微量元素的儲液罐(5-1),和由第五電機驅動的計量泵(5-2)；所述計量泵(5-2)的進口端與儲液罐(5-1)管路連接，而其出口端與待發酵固態物料進料裝置(3)的第一螺旋推進器(3-3 )管路連接；所述第五電機接受自動控制裝置(1)的控制而自動變速，且按工藝要求實施自動定量補給液態發酵物料； ？，所述溫濕度調節裝置(6),包括安插在所述發酵罐(2-1)內的且與自動控制裝置(1)電信連接的溫度傳感器(6-1)和濕度傳感器(6-2),以及具有電加熱器、補濕器和鼓風機的進風溫濕度調節器(6-3)；所述進風溫濕度調節器(6-3)的出風管(6-3-1)引入所述發酵罐(2-1)內；而所述電加熱器的電源開關、補濕器的水源電磁閥和鼓風機的電機，均分別接受自動控制裝置(1)根據溫度傳感器(6-1)和濕度傳感器(6-2)所提供的信息所實施的控制，而按工藝要求實施加熱器的自動加熱，補濕器的自動補濕和鼓風機的自動工作，從而實時給固態發酵物料提供合適的發酵工藝條件。
2.如權利要求1所述的固態物料發酵設備，其特征在于:還包括設在發酵罐(2-1)出料端的廢氣處理裝置(7)；所述廢氣處理裝置(7)是水噴淋式或水浴式廢氣處理裝置，且所述廢氣處理裝置(7)的進氣口與發酵罐(2-1)的上部內腔相貫通，而其排氣口與外界相通。
3.如權利要求1或2所述的固態物料發酵裝置，其特征在于:所述的第一、第二、第三、第四和第五電機，均為變頻電機或伺服電機。
4.如權利要求1所述的固態物料發酵設備，其特征在于:所述發酵裝置(2)的內壁沿圓周方向呈螺旋狀排布的抄板組件(2-4)至少有2條。
【文檔編號】C12M1/16GK104403942SQ201410767564
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月11日 優先權日:2014年12月11日
【發明者】朱金華, 劉永祥, 朱莉 申請人:朱金華