[發明專利]封閉式固體發酵反應裝置

有效

• 申請號: 200910047129.7
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101496574A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 張晞;許學書;謝靜莉;余東輝;夏月蘭
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: A23L1/238
• 分類號: A23L1/238
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于固態發酵領域，特別涉及一種系統化固態發酵反應器。

背景技術

制曲設備在醬油制曲工藝中起著舉足輕重的作用。目前醬油制曲仍主要采用竹匾方式， 該方式機械化程度低，勞動強度大，而且不能達到無菌操作，特別是遇到黃梅天，醬曲很容 易染菌。因此醬油釀造行業急需一種機械化強度高，密閉操作的設備。現在出現了一些釀造 設備，但是這些設備造價昂貴，很難大規模推廣。在固體發酵中最主要的一個問題就是散熱 問題，因為固體底物熱導性差，導致熱量對流和傳熱效率低，在產熱高峰，床層溫度急劇上 升，出現溫度梯度，在發酵過程中必須盡量減少溫度梯度的出現。一般通過空氣對流，蒸發 的方式控制溫度，但必須考慮空氣對流對水分蒸發的作用，防止水分過度損失。

發明內容

本發明的目的在于提供一種封閉式固體發酵反應裝置，該裝置完全密閉，可實現無菌操 作，保證發酵產品的安全性。

為達到以上目的，本發明所采用的解決方案是：

一種固體發酵反應裝置，其包括封閉容器、進氣系統，進氣系統連接封閉容器，進氣系 統在發酵過程中向封閉容器添加水分和通入保濕氣體進行固體發酵。

進一步，其還包括控制系統，控制系統對反應裝置進行時間控制。

所述的封閉容器包括攪拌裝置、霧化噴頭、空氣分布板、溫度電極、濕度電極、中心軸， 中心軸和密閉容器外部的電機通過皮帶連接，中心軸上設有攪拌裝置使得電機轉動帶動攪拌 裝置轉動攪拌，霧化噴頭設于封閉容器頂部，封閉容器通過空氣分布板在其底部分隔出一個 氣室，氣室設有進氣口。

所述的封閉容器為不銹鋼柱形簡體，一側還設有玻璃的視鏡。

所述的封閉容器外壁還可以設保溫水浴或者環形加熱帶。

所述的溫度電極為三個，分別位于頂部測定發酵容器頂部氣相溫度、固體物料溫度及位 于氣室內測定進氣溫度；濕度電極則位于罐體頂部測定氣相濕度。

所述的攪拌裝置為螺帶狀槳葉，由兩個寬度和直徑相同的圓環焊接而成，螺帶寬度為筒 體直徑的1/10，通過支頭螺絲固定在中心軸。

所述的進氣系統，包括空氣壓縮機、濾膜、泄氣閥、氣體流量計、氣動閥門、儲水瓶以 及增濕器，空氣壓縮機連接氣體流量計并通過氣動閥門分別連接增濕器及儲水瓶，增濕器與 封閉容器的氣室相連通進氣，儲水瓶與封閉容器的霧化噴頭相連通進水；所述濾膜為兩個， 第一濾膜與第二濾膜分別設于氣體流量計兩側，泄氣閥也為兩個，設于濾膜與氣體流量計之 間。

所述的增濕器頂部設有蓋板，增濕器內設有穿過蓋板的熱電偶、進氣管、出氣口、溫度 電極。進氣管底部為環狀，并且向下開有小孔；增濕器設有加水口及排水口，加水口連接有 加水的儲水瓶；增濕器還設有測定內部液位高度的液位計。

所述的增濕器為裝有一定液位高度的柱形不銹鋼筒體，所述液體為水，水是由儲水瓶通 過液位高度差提供的，其水溫通過加熱冷卻雙向溫度控制儀穩定在設定值，增濕器頂部上蓋 板通過法蘭并由環狀四氟乙烯帶密封。

密閉容器中，在中心軸與上蓋板連接上采用機械動密封，在需要密封處都有四氟乙烯材 料。在罐體和物料滅菌后，接種時借用液態發酵常用的火圈法，接入固體種子。對于增濕器 和管路的滅菌采用增濕器濕熱蒸汽法滅菌。需要對物料添加水分時，采用經過濾膜過濾的無 菌氣體將儲水瓶里的無菌水壓入罐體，并且噴灑在物料上，同時開啟攪拌，使水分混合均勻。 在整個固體物料發酵過程中，該裝置能夠實現無菌操作，保證發酵質量。

由于采用了上述方案，本發明具有以下特點：本發明能很好的控制發酵過程的溫度，通 過進口空氣控制床層溫度，由于加入了固體環境中的特有的攪拌系統，可以在發酵過程中自 行添加水分，防止由于強制對流通氣散熱導致的水分過量損失。該反應器密閉操作，能將固 體發酵的溫度，水分，通氣很好的耦合起來，達到很好的發酵效果。

附圖說明

圖1為固體發酵反應裝置示意圖。

圖2為固體發酵反應器氣路系統示意圖。

圖3為增濕器結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖所示實施例對本發明作進一步的說明。

?該發明固體發酵反應器包括封閉容器，進氣系統。