一种立式固体发酵系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及固体发酵技术领域，尤其涉及一种立式固体发酵系统。
【背景技术】
[0002]固体发酵是指没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水下溶性固态基质中，用一种或多种微生物的一个生物反应过程。从生物反应过程中的本质考虑，固体发酵是以气相为连续相的生物反应过程。固体发酵具有操作简便、能耗低、发酵过程容易控制、对无菌要求相对较低、不易发生大面积的污染等优点。
[0003]固体发酵在发酵时需要严格的控制发酵温度，目前，在固体发酵过程常采用水蒸汽或热油对发酵物进行加热，采用冷水对发酵物进行降温，以保证发酵物在恒温条件下完成发酵，但是采用水蒸汽为传热介质对发酵物进行加热时会导致物料水分不断增加、结团，尤其是使面粉状物料结团后无法打散，造成罐内搅拌困难，物料不能均匀快速升温；使用热油为热量传导工作介质，进行固体物料发酵灭菌时间长，能耗高、生产成本高，用冷水对发酵物进行降温时降温较慢，不能快速让灭菌固体物料在实消后迅速达到恒温发酵温度。
【发明内容】
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是解决现有技术中固体发酵系统难以实现恒温发酵的问题。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种立式固体发酵系统，包括立式罐体、物料混合搅拌装置、卸料装置、动力装置和供气装置，所述物料混合搅拌装置竖直地设于所述立式罐体内，所述物料混合搅拌装置的上端与固定在所述立式罐体顶部的动力装置连接，所述立式罐体的顶部设有入料口和第一进气口，所述立式罐体的底部设有出料口和第一出气口 ；所述供气装置包括可控温空气发生器和鼓风机，所述可控温空气发生器的进气口与无菌空气压缩机连接，所述可控温空气发生器的出气口通过第一管道与所述第一进气口连接，所述鼓风机设于所述第一管道上，所述可控温空气发生器还包括循环气进口，所述循环气进口通过第二管道与所述第一出气口连接；所述卸料装置与所述出料口连接。
[0008]其中，所述立式罐体的侧壁包括内壁和外壁，所述内壁与外壁之间形成密闭的空气隔层，所述外壁的上部设有第二进气口，所述外壁的下部设有第二出气口，所述第二进气口通过所述第一管道与所述可控温空气发生器的出气口连接，所述第二出气口通过所述第二管道与所述循环气进口连接。
[0009]其中，所述供气装置还包括储气罐、细菌过滤器和压力表，所述储气罐设于所述无菌空气压缩机与所述可控温空气发生器之间，所述细菌过滤器和所述压力表设于所述第一管道上，且所述细菌过滤器设于所述压力表和所述鼓风机之间。
[0010]其中，还包括气液净化装置，所述气液净化装置包括净化箱和活性炭过滤器，所述立式罐体的顶部设有排气口，所述净化箱通过第三管道连接于所述排气口与所述活性炭过滤器之间，所述净化箱内设有磷酸溶液用于吸收从所述排气口排出的废气。
[0011]其中，所述出料口设于所述立式罐体的底部的中心位置处，所述出料口通过出料管道与所述卸料装置连接，所述卸料装置由驱动电机带动；所述卸料装置设有粉体球面阀或梅花错位阀。
[0012]其中，所述立式罐体上还设有温度测量口和取样口，所述温度测量口设有温度仪，用于测量所述立式罐体内的温度，所述取样口用于对所述罐体内的物料进行取样。
[0013]其中，所述立式罐体的顶部设有补水口和接种口，所述补水口处设有喷嘴，所述接种口处设有与所述接种口密封连接的第一盖板。
[0014]其中，所述入料口处设有与所述入料口密封连接的第二盖板，所述入料口还可用作人孔。
[0015]其中，所述立式罐体的顶部还设有抽真空口。
[0016]其中，所述立式罐体的直径自上而下递减，所述物料混合搅拌装置为双螺带螺杆搅拌器，且螺带的旋转直径自上而下减小。
[0017](三)有益效果
[0018]本发明的上述技术方案具有如下优点:本发明的立式固体发酵系统的立式罐体的顶部设有第一进气口，立式罐体的底部设有第一出气口，当需要对立式罐体内的发酵物进行加热时，与第一进气口连接的可控温空气发生器将从无菌空气压缩机输出的空气加热到合适的温度，然后从第一进气口通入到立式罐体内，立式罐体内的物料混合搅拌装置在对发酵物进行搅拌的过程中，使发酵物和高温洁净的热空气与发酵物直接接触进行热传递，同样当需要对立式罐体内的发酵物进行降温时，可控温空气发生器向立式罐体内通入冷空气，冷空气与发酵物直接接触实现降温，利用空气对发酵物进行加热和降温，对发酵物不会造成污染，同时能够快速的使发酵物达到要求的发酵温度，同时完成热交换的热空气或冷空气从第一出气口出来后再次进入到可控温空气发生器内，实现空气的循环利用。
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例提供的立式固体发酵系统的结构示意图。
[0020]图中:1:动力装置；2:物料混合搅拌装置；3:立式罐体；4:卸料装置；5:驱动电机；6:供气装置；10:旋转电机；11:减速器；20:螺杆；21:螺带；31:外壁；32:空气隔层；33:第一进气口 ；34:第二进气口 ；35:第一出气口 ；36:第二出气口 ；37:温度测量口 ；38:冷凝水出口 ；39:入料口 ；310:排气口 ；311:接种口 ；60:无菌空气压缩机；61:储气罐；62:可控温空气发生器；63:鼓风机；64:细菌过滤器；65:压力表；71:第一主管；72:第一支管；73:第一支管；81:第二管道；82:第二支管；91:净化箱；92:活性炭过滤器；。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0023]在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0024]如图1所示，本发明实施例提供的一种立式固体发酵系统，包括立式罐体3、物料混合搅拌装置2、卸料装置4、动力装置1和供气装置6，物料混合搅拌装置2竖直地设于立式罐体3内，物料混合搅拌装置2的上端与固定在立式罐体3顶部的动力装置1连接，动力装置1包括旋转电机10和与旋转电机10连接的减速器11，物料混合搅拌装置2的上端通过联轴器与减速器11连接，下端悬置在立式罐体3内，由动力装置1带动对立式罐体3内的发酵物进行混合搅拌，立式罐体3的顶部设有入料口 39和第一进气口 33，立式罐体3的底部设有出料口和第一出气口 35 ;供气装置6包括可控温空气发生器62和鼓风机63，可控温空气发生器62的进气口与无菌空气压缩机60连接，可控温空气发生器62的出气口通过第一管道与第一进气口 33连接，鼓风机63设于第一管道上，可控温空气发生器62的调节恒温热空气的温度范围为17° -350°，调节恒温冷空气的温度范围为0° -16°，可控温空气发生器62还包括循环气进口，循环气进口通过第二管道81与第一出气口 35连接；卸料装置4与所述出料口连接，通过卸料装置4将立式罐体内完成发酵后的物料进行卸料。
[0025]对固体进行发酵时，将固体物料从入料口 39加入到立式罐体3内，启动动力装置1带动物料混合搅拌装置2对物料进行搅拌，当需要调整发酵温度时，无菌空气压缩机60开始工作，将无菌压缩空气输入到可控温空气发生器62对压缩空气进行加热或降温，当需要升高立式罐体3内的温度时，从第一进气口 33向立式罐体3内输入高温的洁净热空气，热空气进入到立式罐体3后与进行搅拌的物料直接充分的接触，实现热空气与物料的换热，从而使物料快速达到合适的发酵温度，当需要降低立式罐体3内的温度时，从第一进气口33向立式罐体3内输入冷空气，冷空气与物料直接接触换热，对立式罐体3内的物料进行降温，从而能达到合适的发酵温度。并且与物料完成和交换的空气从立式罐体3底部的第一出气口 35出来，经第二管道81从循环进气口再次进入到可控温空气发生器62，实现空气的循环利用，具有采用空气换热的方式，具有换热快，不会影响物料发酵的优点，且实现了空气的循环利用。
[0026]立式罐体3的侧壁包括外壁31和内壁，外壁31与立式罐体3的内壁之间形成密闭的空气隔层32，外壁31的上部设有第二进气口 34，外壁31的下部设有第二出气口 36，第二进气口 34通过第一管道与可控温空气发生器62的出气口连接，第二出气口 36通过第二管道与循环气进口连接，具体地，第一管道包括第一主管71和两个支管，第一主管71的数量为一个，两个支管包括第一支管71和第一支管72，第一主管71与可控温空气发生器62的出气口连接，且鼓风机63设于第一主管71上，第一支管71和第一支管72分别与第一进气口 33和第二进气口 34连接；第二出气口 36通过第二支管82连接在第二管道81的侧壁上，也就是说第二出气口 36与循环气进口连接。
[0027]当需要对立式罐体3内的温度进行调节时，可控温空气发生器62不仅向立式罐体3内输入空气与物料直接接触进行换热，同时向空气隔层32输入空气，与立式罐体3内的物料实现间壁式换热，实现快速达到调节发酵温度的效果。并且从空气隔层32出来的空气也再次