一種液體、固體聯合菌劑發酵制備系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，包括液體種子發酵裝置、液體發酵裝置、固體發酵罐、固體發酵房、固液分離裝置、液體復配反應釜、閃蒸機和混配機。本實用新型通過將液體發酵后的產物經固液分離后，首次將分離菌體與經固體發酵后的產物混合制備生物菌劑，該步驟不僅增加了菌密度，更重要的是，由于固體發酵和液體發酵的菌體生長環境不同，導致菌體對施用環境的適應能力不同，而通過該步驟可以增加菌劑施用的適用范圍，提高菌劑的施用效果。
【專利說明】一種液體、固體聯合菌劑發酵制備系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，屬于發酵設備【技術領域】。【背景技術】
[0002]傳統的菌劑發酵系統包括液體發酵部分，菌劑通過液體發酵后經壓濾機處理提取出菌劑，菌劑與培養基進行干燥、攪拌等工序后得到成品，生產過程中含有菌劑的液體當廢水處理,該生產過程中的含有菌劑的液體浪費,從而增加了成品的生產成本,并且菌劑菌密度不高。
[0003]如中國專利文獻CN202881118U (申請號201220464753.4)公開了一種生物菌肥自動生產裝置，包括中央控制器，中央控制器分別與投放原料的裝載機、混合粉碎原料的攪拌機、進行菌株接種發酵的發酵罐、處理固體菌肥的烘干處理單元和處理液體菌肥的分離處理單元電連接，其中裝載機、攪拌機和發酵罐依次連接，而烘干處理單元和分離處理單元分別與發酵罐相連接。
[0004]如中國專利文獻CN102676387A (申請號201210115792.8)公開了一種基于多菌種的集成規模化高效固體發酵方法及裝置，為解決現有技術接種效率低問題，方法是將單一菌種或者多菌種固體發酵料分別在一個或者多個并列可移動的、能耐受一定壓力并帶有攪拌功能的滅菌裝置內分別完成高溫滅菌、冷卻、接種工藝過程，并且把接種后的固體發酵料各自送入對應的發酵室同時進行單一或者多種菌株的并列固體發酵。裝置包括一個或者多個配有行走機構的固體發酵料的高溫滅菌冷卻攪拌接種罐和與之配用的多個并列的固體發酵室；將滅菌、冷卻、接種與發酵分開在不同的設施和場地進行。

【發明內容】

[0005]本實用新型針對現有技術的不足，提供一種液體、固體聯合菌劑發酵制備系統。
[0006]本實用新型的技術方案如下:
[0007]—種液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，包括液體種子發酵裝置、液體發酵裝置、固體發酵罐、固體發酵房、固液分離裝置、液體復配反應釜、閃蒸機和混配機，所述液體種子發酵裝置的出料口與液體發酵裝置的接種口相連接，液體發酵裝置的出料口與固體發酵罐的接種口和固液分離裝置的進料口分別相連接，固體發酵罐的出料口與固體發酵房的進料口相連接，固體發酵房的出料口和固液分離裝置的出料口均與閃蒸機的進料口相連接，閃蒸機的出料口與混配機的進料口相連接，固液分離裝置的出液口與液體復配反應釜的進料口相連接。
[0008]根據本實用新型優選的，所述的液體種子發酵裝置為三級液體種子發酵罐順次連接構成。
[0009]根據本實用新型優選的，所述的液體發酵裝置為三級液體發酵罐順次連接構成。
[0010]根據本實用新型優選的，所述的固液分離裝置為壓濾機或離心機。
[0011]根據本實用新型優選的，所述的固體發酵罐，包括水平設置的密閉的罐體，罐體中央水平方向設置有攪拌槳，罐體上部設置有進料口，罐體下部設置有出料口，出料口與水平設置的出料管相連接，所述的出料管內設置有螺旋出料器，罐體外表面設置有夾層，夾層分別與蒸汽進氣管、冷熱水進水管和蒸汽出氣管相連通，罐體上部設置有液態菌液接種管，進氣管和出氣管設置于罐體頂部。
[0012]根據本實用新型進一步優選的，所述的液態菌液接種管為兩頭密閉的管體，管壁下部設置有2?10組菌液噴灑裝置。
[0013]根據本實用新型進一步優選的，所述的攪拌槳為內外雙螺帶攪拌槳；所述雙螺帶攪拌槳由攪拌軸、外螺帶和內螺帶組成，外螺帶距攪拌軸的距離大于內螺帶距攪拌軸的距離，外螺帶的攪拌方向與內螺帶的攪拌方向相反。該結構攪拌槳有利于物料與菌液充分混合均勻。
[0014]根據本實用新型進一步優選的，所述的攪拌槳、螺旋出料器分別與變頻電機相連接。
[0015]根據本實用新型優選的，所述的固體發酵房，包括設有密封門的發酵房體和PLC控制器，發酵房體內部設有發酵架和自控加濕器，還包括連通發酵房體內外空氣的進氣管和排氣管，發酵房體外部設有與進氣管順次連接的冷熱交換器、無菌過濾器和空氣壓縮機；所述排氣管的進氣口處設置有閘門，發酵房體外部的排氣管上設置有回止閥，排氣管的出氣口與排風機相連接；PLC控制器分別與冷熱交換器、無菌過濾器、空氣壓縮機、閘門、回止閥和排風機電連接。
[0016]根據本實用新型進一步優選的，所述的進氣管和排氣管分別設置于發酵房體相對兩側。
[0017]根據本實用新型進一步優選的，所述發酵房體內設置有與進氣管連接的進氣支管，進氣支管上設有出氣孔，進氣支管設置于發酵房體的側壁上；所述的進氣支管分布于除設置有密封門外的其他發酵房體的側壁上。
[0018]根據本實用新型進一步優選的，所述的進氣管上設置有進氣空氣流量器，排氣管上設置有出氣空氣流量器，進氣空氣流量器、出氣空氣流量器與PLC控制器電連接。
[0019]根據本實用新型進一步優選的，所述的發酵房體內設置有紫外滅菌燈帶；所述的發酵房體側壁和/或密封門上設有觀察口。
[0020]根據本實用新型進一步優選的，所述冷熱交換器為盤管式換熱器。
[0021]根據本實用新型優選的，還包括與液體復配反應釜出料口相連的液體包裝機、與混配機出料口相連的固體包裝機。
[0022]液體復配反應釜的作用為向固液分離后的液體中添加氮磷鉀或微量元素等營養物質，本領域技術人員可以根據實際需求自行選取市售產品，其他設備如無特殊說明，均可采用本領域常規市售產品。
[0023]有益效果
[0024]1、本實用新型所述系統實現了通過將液體發酵后的產物經固液分離后，首次將分離菌體與經固體發酵后的產物混合制備生物菌劑，該步驟不僅增加了菌密度，更重要的是，由于固體發酵和液體發酵的菌體生長環境不同，導致菌體對施用環境的適應能力不同，而通過該步驟可以增加菌劑施用的適用范圍，提高菌劑的施用效果。
[0025]2、本實用新型通過對液體發酵后的產物進行固液分離,去除了液體發酵中菌體的代謝產物，大大降低了代謝產物對菌體的抑制作用，同時，菌體的代謝產物又是改良土壤的液體肥原料，經過復配后，可以變廢為寶，從而節約資源，提高效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型所述的液體、固體聯合菌劑發酵制備系統結構示意圖；
[0027]其中:1、液體種子發酵裝置,2、液體發酵裝置,3、固體發酵罐,4、固體發酵房,5、固液分離裝置，6、液體復配反應釜，7、閃蒸機，8、混配機，9、液體種子發酵罐，10、液體發酵罐，29、液體包裝機，30、固體包裝機。
[0028]圖2是固體發酵罐的結構示意圖；
[0029]其中:11、罐體，12、攪拌槳，13、進料口，14、出料口，15、出料管，16、螺旋出料器，
17、夾層，18、蒸汽進氣管，19、冷熱水進水管，20、蒸汽出氣管，21、液態菌液接種管，22、進氣管，23、出氣管，24、菌液噴灑裝置，25、攪拌軸，26、外螺帶，27、內螺帶，28、變頻電機。
[0030]圖3是固體發酵房的結構示意圖；
[0031]圖4是固體發酵房的電連接示意圖；
[0032]其中:31、發酵房體，32、密封門，33、觀察口，34、進氣管，35、排氣管，36、發酵架，37、進氣空氣流量器，38紫外滅菌燈帶，39、PLC控制器，40、自控加濕器，41、進氣支管，42、出氣孔，43、冷熱交換器,44、無菌過濾器,45、空氣壓縮機,46、閘門，47、回止閥,48、排風機，49、出氣空氣流量器。
【具體實施方式】
[0033]下面結合說明書附圖和實施例對本實用新型的技術方案做進一步說明，但本實用新型所保護范圍不限于此。
[0034]實施例
[0035]如圖1所示的一種液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，包括液體種子發酵裝置1、液體發酵裝置2、固體發酵罐3、固體發酵房4、固液分離裝置5、液體復配反應釜6、閃蒸機7和混配機8，所述液體種子發酵裝置I的出料口與液體發酵裝置2的接種口相連接，液體發酵裝置2的出料口與固體發酵罐3的接種口和固液分離裝置5的進料口分別相連接，固體發酵罐3的出料口與固體發酵房4的進料口相連接，固體發酵房4的出料口和固液分離裝置5的出料口均與閃蒸機7的進料口相連接，閃蒸機7的出料口與混配機8的進料口相連接，固液分離裝置7的出液口與液體復配反應爸6的進料口相連接；還包括與液體復配反應釜出料口相連的液體包裝機29、與混配機出料口相連的固體包裝機30。
[0036]所述的液體種子發酵裝置I為三級液體種子發酵罐9順次連接構成。
[0037]所述的液體發酵裝置2為三級液體發酵罐10順次連接構成。
[0038]所述的固液分離裝置5為壓濾機。
[0039]所述的固體發酵罐3如圖2所示，包括水平設置的密閉的罐體11，罐體11中央水平方向設置有攪拌槳12，罐體11上部設置有進料口 13，罐體11下部設置有出料口 14，出料口 14與水平設置的出料管15相連接，所述的出料管15內設置有螺旋出料器16，罐體11外表面設置有夾層17，夾層17分別與蒸汽進氣管18、冷熱水進水管19和蒸汽出氣管20相連通，罐體11上部設置有液態菌液接種管21，進氣管22和出氣管23設置于罐體11頂部。[0040]所述的液態菌液接種管21為兩頭密閉的管體，管壁下部設置有2?10組菌液噴灑裝置24。
[0041]所述的攪拌槳12為內外雙螺帶攪拌槳；所述雙螺帶攪拌槳由攪拌軸25、外螺帶26和內螺帶27組成，外螺帶26距攪拌軸25的距離大于內螺帶27距攪拌軸25的距離，外螺帶26的攪拌方向與內螺帶27的攪拌方向相反。該結構攪拌槳12有利于物料與菌液充分混合均勻。
[0042]所述的攪拌槳12、螺旋出料器16分別與變頻電機28相連接。
[0043]所述的固體發酵罐3通過在夾層17中設置蒸汽進氣管18、冷熱水進水管19和蒸汽出氣管20，從而實現了固體發酵罐3滅菌和保溫的功能，較現有蒸汽調節方式，具有溫度調節迅速、保溫效果穩定的優點；并且固體發酵罐3可以通過罐體11上部設置的進氣管22和出氣管23對固體發酵罐內部的含氧進行控制，罐體11內部達到完全密閉，罐體底部設有螺旋出料機構和垂直出料口，方便均勻出料，該固體發酵罐在生產過程中接種均勻，攪拌充分，發酵雜菌污染率低，裝料量超過50%，適于工業化生產；此外固體發酵罐3采用特殊形狀的攪拌槳12，有利于液體菌液與固體發酵基質的充分混合。
[0044]所述的固體發酵房4如圖3和圖4所不,包括設有密封門32的發酵房體31和PLC控制器39，發酵房體31內部設有發酵架36和自控加濕器40，還包括連通發酵房體31內外空氣的進氣管34和排氣管35，發酵房體31外部設有與進氣管34順次連接的冷熱交換器43、無菌過濾器44和空氣壓縮機45 ;所述排氣管35的進氣口處設置有閘門46，發酵房體31外部的排氣管35上設置有回止閥47，排氣管35的出氣口與排風機48相連接；PLC控制器39分別與冷熱交換器43、無菌過濾器44、空氣壓縮機45、閘門46、回止閥47和排風機48電連接。
[0045]所述的進氣管34和排氣管35分別設置于發酵房體31相對兩側；所述發酵房體31內設置有與進氣管34連接的進氣支管41，進氣支管41上設有出氣孔42，進氣支管41設置于發酵房體31的側壁上；所述的進氣支管41分布于除設置有密封門32外的其他發酵房體31的側壁上。
[0046]所述的進氣管34上設置有進氣空氣流量器37，排氣管35上設置有出氣空氣流量器49，進氣空氣流量器37、出氣空氣流量器49與PLC控制器39電連接。
[0047]所述的發酵房體31內設置有紫外滅菌燈帶38 ;所述的發酵房體31側壁和/或密封門32上設有觀察口 33。
[0048]所述冷熱交換器43為盤管式換熱器。
[0049]所述的固體發酵房4通過采用進氣管順次連接冷熱交換器43、無菌過濾器44和空氣壓縮機45的連接方式，只有一次外界雜菌通過空氣壓縮機45進入發酵房的途徑，從而減少了染菌機會，減少了濾菌設備的使用強度，并且使整個發酵工藝過程易于控制；同時固體發酵房4通過PLC控制器39與冷熱交換器43、無菌過濾器44、空氣壓縮機45、閘門46、回止閥47、排風機48、進氣空氣流量器37和出氣空氣流量器49電連接，實現了內部環境自動化控制，可以有效的控制發酵房體31內部的溫度、濕度及空氣量，使菌種發酵環境穩定，提高了菌種的發酵數量和質量，且便于大規模生產使用。
[0050]本實用新型的工作過程如下:
[0051]先將微生物接種于液體種子發酵罐9中，經三級液體種子發酵后，發酵產物接種于液體發酵罐10中，再經三級液體發酵培養后，部分液體發酵產物接種入固體發酵罐3中，經與固體培養基攪拌混合后，移入固體發酵房4中進行固態發酵，得到固態發酵產物；另一部分液體發酵產物經壓濾機固液分離后，濾液經液體復配反應釜6添加營養成分復配后經液體包裝機29，包裝成液體肥，固液分離后的菌體與固態發酵產物混合并經閃蒸機7干燥后，經混配機8混合均勻后，經固體包裝機30包裝后制得成品菌劑。
【權利要求】
1.一種液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，其特征在于，包括液體種子發酵裝置、液體發酵裝置、固體發酵罐、固體發酵房、固液分離裝置、液體復配反應釜、閃蒸機和混配機，所述液體種子發酵裝置的出料口與液體發酵裝置的接種口相連接，液體發酵裝置的出料口與固體發酵罐的接種口和固液分離裝置的進料口分別相連接，固體發酵罐的出料口與固體發酵房的進料口相連接，固體發酵房的出料口和固液分離裝置的出料口均與閃蒸機的進料口相連接，閃蒸機的出料口與混配機的進料口相連接，固液分離裝置的出液口與液體復配反應釜的進料口相連接。
2.如權利要求1所述的液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，其特征在于，所述的液體種子發酵裝置為三級液體種子發酵罐順次連接構成；所述的液體發酵裝置為三級液體發酵罐順次連接構成。
3.如權利要求1所述的液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，其特征在于，所述的固液分離裝置為壓濾機或離心機；還包括與液體復配反應釜出料口相連的液體包裝機、與混配機出料口相連的固體包裝機。
4.如權利要求1所述的液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，其特征在于，所述的固體發酵罐，包括水平設置的密閉的罐體，罐體中央水平方向設置有攪拌槳，罐體上部設置有進料口，罐體下部設置有出料口，出料口與水平設置的出料管相連接，所述的出料管內設置有螺旋出料器，罐體外表面設置有夾層，夾層分別與蒸汽進氣管、冷熱水進水管和蒸汽出氣管相連通，罐體上部設置有液態菌液接種管，進氣管和出氣管設置于罐體頂部。
5.如權利要求4所述的液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，其特征在于，所述的液態菌液接種管為兩頭密閉的管體，管壁下部設置有2~10組菌液噴灑裝置。
6.如權利要求4所 述的液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，其特征在于，所述的攪拌槳為內外雙螺帶攪拌槳；所述雙螺帶攪拌槳由攪拌軸、外螺帶和內螺帶組成，外螺帶距攪拌軸的距離大于內螺帶距攪拌軸的距離，外螺帶的攪拌方向與內螺帶的攪拌方向相反；優選的，所述的攪拌槳、螺旋出料器分別與變頻電機相連接。
7.如權利要求1所述的液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，其特征在于，所述的固體發酵房，包括設有密封門的發酵房體和PLC控制器，發酵房體內部設有發酵架和自控加濕器，其特征在于:還包括連通發酵房體內外空氣的進氣管和排氣管，發酵房體外部設有與進氣管順次連接的冷熱交換器、無菌過濾器和空氣壓縮機；所述排氣管的進氣口處設置有閘門，發酵房體外部的排氣管上設置有回止閥，排氣管的出氣口與排風機相連接；PLC控制器分別與冷熱交換器、無菌過濾器、空氣壓縮機、閘門、回止閥和排風機電連接；所述冷熱交換器為盤管式換熱器。
8.如權利要求7所述的液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，其特征在于，所述的進氣管和排氣管分別設置于發酵房體相對兩側；所述的發酵房體內設置有紫外滅菌燈帶；所述的發酵房體側壁和/或密封門上設有觀察口。
9.如權利要求7所述的液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，其特征在于，所述發酵房體內設置有與進氣管連接的進氣支管，進氣支管上設有出氣孔，進氣支管設置于發酵房體的側壁上；所述的進氣支管分布于除設置有密封門外的其他發酵房體的側壁上。
10.如權利要求7所述的液體、固體聯合菌劑發酵制備系統，其特征在于，所述的進氣管上設置有進氣空氣流量器，排氣管上設置有出氣空氣流量器，進氣空氣流量器、出氣空氣流量器與PLC控制 器電連接。
【文檔編號】C12M1/36GK203794880SQ201420111863
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月12日 優先權日:2014年3月12日
【發明者】展彬, 張永存, 姜智瑞, 夏寶松, 許慶冰, 胡文紅 申請人:德州市元和農業科技開發有限責任公司