可调温度的真空固态发酵装置的制作方法

本实用新型涉及食品和发酵中药材加工领域，尤其涉及一种可调温度的真空固态发酵装置。

背景技术：

固态发酵广义上讲是指一类使用不溶性固体基质来培养微生物的工艺过程，既包括将固态悬浮在液体中的深层发酵，也包括在没有(或几乎没有) 游离水的湿固体材料上培养微生物的工艺过程。多数情况下是指在没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水不溶性固态基质中，用一种或多种微生物发酵的一个生物反应过程。狭义上讲固态发酵是指利用自然底物做碳源及能源，或利用惰性底物做固体支持物，其体系无水或接近于无水的任何发酵过程。如面团发酵，四川大头菜、宜宾芽菜、豆豉、纳豆、黑蒜、臭豆腐发酵和中药材固态发酵等都属于固态发酵。其最大的特征是不需发酵液将被发酵物淹没。

固态发酵相较于液态发酵，优点是被发酵物充分发酵后无有效成分流失，如经乳酸菌固态发酵的发酵物酯香非常醇厚，风味物质十分丰富。缺点是发酵速度漫长。如传统的宜宾芽菜发酵期长达2年。对于需要保留水溶性有效成分的中药材来讲，只能使用固态发酵，否则使用液态发酵必然导致水溶性有效成分被发酵水溶出而流失，影响药效。

实用新型专利申请号为201621074329.3公开的一种法兰型真空发酵装置，适合于液态和固态发酵，既能自动将发酵产生的气体外排，又能阻断罐外有害菌和氧气进入罐体内，营造真空发酵环境，使发酵罐内保持良好的低氧、低腐败菌条件，促进乳酸菌厌氧发酵。但存在的问题是不能控制发酵温度，同时需从装置顶部的法兰型灌口装入发酵原料和取出发酵好的发酵物，操作不方便。

如何针对固态发酵的特点，既能按需要调整发酵温度又便于装入发酵原料和取出发酵好的发酵物成为了亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种可调温度的真空固态发酵装置，其包括柜体、单向排气阀、柜门、发酵物支撑架、供热管、抽真空接头、真空表、带热水泵的自动恒温热水器和连接管道，其中，

柜体的顶部设置有排气口，单向排气阀与柜体紧密粘结并经由所述排气口与柜内空腔连通；带阀门的抽真空接头的一侧与柜内空腔连通以便于抽取柜内真空和取料时平衡内外压差，真空表竖直地固定在柜体上并且其测量部保持与柜内空腔连通以用于监视柜内真空度；

所述供热管设置在发酵物支撑架的下方并紧贴发酵物支撑架，发酵物支撑架和供热管共同用于支撑装有发酵原料的纱网袋；

所述带热水泵的自动恒温热水器通过连接管道与供热管连通并形成闭合回路从而用于调节发酵温度。

根据一个优选实施方式，可调温度的真空固态发酵装置还包括设置在柜体顶部的防护帽，所述防护帽将所述单向排气阀包围并且所述防护帽的侧壁上设置有排气孔。防护帽可以焊接在柜体上，也可以采用螺纹连接等可拆卸的方式与柜体相连。

根据一个优选实施方式，所述柜体的顶部设置有吊耳以便于起吊和搬运。吊耳可以焊接在柜体上，也可以采用一体成型的方式固定在柜体上。

根据一个优选实施方式，所述单向排气阀的正向启动压力小于或等于 50KPa，反向耐压大于0.5MPa。

根据一个优选实施方式，所述柜门上粘接有密封胶条，从而提高发酵装置的密封性。

根据一个优选实施方式，所述柜体、柜门、发酵物支撑架和供热管的材质为耐酸钢、纤维强化塑料或塑料。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的可调温度真空固态发酵装置既能按需要调整发酵温度并自动恒温、排出发酵产生的CO₂和CH₄等气体、阻断空气进入(主要是阻断氧气和腐败菌进入)。用于乳酸菌等厌氧发酵时，能保持真空度，使发酵罐内保持良好的低氧、低腐败菌条件，促进乳酸菌厌氧发酵，又便于装入发酵原料和取出发酵好的发酵物，具有免维护的特点。用于有氧发酵的微生物发酵，不抽真空即可。本实用新型广泛适用于食品和中药材的固态厌氧或有氧发酵。

附图说明

图1是本实用新型的可调温度真空固态发酵装置正立面示意图；

图2是本实用新型的可调温度真空固态发酵装置正立面剖视图。

附图标记列表

1：柜体 2：单向排气阀 3：防护帽

4：排气孔 5：吊耳 6：柜门

7：柜门拉手 8：发酵物支撑架 9：供热管

10：抽真空接头 11：真空表

12：带热水泵的自动恒温热水器 13：连接管道

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1～2所示，本实用新型的可调温度真空固态发酵装置包括：柜体1、单向排气阀2、防护帽3、排气孔4、吊耳5、带密封胶条的柜门6、柜门拉手7、发酵物支撑架8、供热管9、带阀门的抽真空接头10、真空表11、带热水泵的自动恒温热水器12和连接管道13。图中箭头所示为热水流向。柜门6还包括门锁、转销等配件。连接管道13在柜体背面与柜内热水管用法兰或管接头连接。

柜体1的顶部设置有排气口，其中顶部是相对于地面而言，远离地面的一侧。优选地，在柜体1顶部的几何中心处开有排气口。单向排气阀2与柜体1紧密粘结并经由排气口与柜内空腔连通。单向排水阀2的正向启动压力小于或等于50KPa，反向耐压大于0.5MPa，从而排出柜内发酵产生的CO₂和CH₄等气体。

带阀门的抽真空接头10的一侧与柜内空腔连通以便于抽取柜内真空和取料时平衡内外压差。真空表11竖直地固定在柜体1上并且其测量部保持与柜内空腔连通以用于监视柜内真空度，其中，竖直是指相对于水平面呈竖直。真空表11采用现有的压力真空表，其与柜体1一般采用螺纹连接，具体视真空表的型号而定。

供热管9设置在发酵物支撑架8的下方并紧贴发酵物支撑架8，发酵物支撑架8和供热管9共同用于支撑装有发酵原料的纱网袋。支撑架8用钢丝网和加强包边扁钢焊接成一个整体放置在焊接在柜体的支撑角钢上，可拆卸，以便于清洗。具体地，如图2所示，供热管9分为多层，每层的供热管 9设置在相应的发酵物支撑架8的下方并紧贴发酵物支撑架8，从而将供热管9的热量传导至发酵物支撑架8。供热管9采用拼接的方式进行组装，带热水泵的自动恒温热水器12，也就是市售的普遍使用的带增压功能的电热或煤气恒温热水器，通过连接管道13与供热管9连通并形成闭合回路从而用于调节发酵温度，并且可以实现恒温发酵。

罐体1、带密封胶条的柜门6、发酵物支撑架8和供热管9的材质为耐酸钢、纤维强化塑料或塑料。

单向排气阀2既起到排出微生物发酵产生的CO₂和CH₄气体，又起到阻断罐外有害菌浸入罐体内的作用，从而解决了传统的发酵罐发酵液喷出污染水封水和罐内产生负压罐外空气和密封水吸入导致食品变质的问题。设置防护帽3可以很好地解决单向排气阀2暴露在罐体外部，易受粉尘、油污及外力破坏等问题。当发酵物装入食品级纱网袋并密实码放于发酵物支撑架8后，关闭带密封胶条的柜门6，即可通过抽真空接头10接上真空泵，将柜体内抽至真空度－0.08MPa～－0.09MPa，从而大幅降低罐内氧气和有害菌浓度，确保厌氧发酵。日常运行中，通过真空表11监视柜体内真空度，如真空度低于－0.05MPa，则可补抽真空。在发酵好的发酵物出柜前，再次将柜体内抽至真空度－0.08MPa～－0.09MPa，消除CO₂和CH₄气体等有害气体残留，确保操作人员的安全。抽真空接头10还用于在打开柜体时解除真空，一方面便于柜门打开，另一方面在打开柜门前补抽一次真空再解除真空，可确保将柜内有害气体排出，消除对操作人员的危害。对于不需要真空环境的微生物发酵，不抽真空即可。

加工乳酸菌发酵的食品和中药材时，初期发酵阶段发酵物pH值为5.5～6.5，温度控制在41～43℃，目的是促使乳酸菌大量繁殖；中期发酵阶段发酵物pH值为4.5～5.5，温度控制在30～32℃，目的是使乳酸菌生长速率减慢，以利于风味物质的积累，还可去除如中药等发酵物的特殊气味；后期发酵阶段发酵物pH值小于4.5，对发酵温度没有特殊要求，保持常温即可，目的是使乳酸菌生长速率进一步减慢，风味物质进一步积累，特别是可继续去除如中药发酵物的特殊气味，不仅增加中药的有效成分活性，更有利于病患吸收还使发酵中药变得好闻、好吃。用于其它微生物发酵时，可按不同微生物发酵需要，调整相应发酵温度，以达到最佳发酵效果。

罐体1、柜门6、发酵物支撑架8和供热管9的材质为耐酸钢、纤维强化塑料或塑料。所有与发酵物可能发生接触的钢材，材质均为满足GB9864 －2011的耐酸钢。一般使用316不锈钢，也称耐酸钢。

可选地，当用户使用多台可调温度真空固态发酵装置时，带热水泵的自动恒温热水器12为1台带热水泵的自动恒温热水锅炉或1台大中型带热水泵的自动恒温热水器，采用集中供热方式；真空的抽取和真空值的恒定，也可将一台或两台真空装置将组成真空系统，通过电接点压力继电器或传感器实现真空度的自动维护。这两种方式均可降低管理和维护成本，提高劳动生产率。这也是本固态发酵装置没有将带热水泵的自动恒温热水器和真空泵设置为内置式的主要原因。对于小型的固态发酵装置，带热水泵的自动恒温热水器和真空泵可设置为内置式(即设置在柜体内)。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。