[發明專利]一種固態快速滅菌微生物反應器及其控制方法

有效

• 申請號: 201210127278.6
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102634454A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 李紅兵;張立平;李國;魏燕舞;吳伊光
• 申請（專利權）人: 鎮江江工生物工程成套設備有限公司
• 主分類號: C12M1/36
• 分類號: C12M1/36;C12M1/34;C12M1/02;C12Q3/00
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司 32107
• 代理人: 夏哲華

技術領域

本發明涉及微生物反應、發酵技術，具體涉及固態微生物反應器。

背景技術

微生物反應器分為固態反應器和液態反應器，固態物料的原料大都是農副產品的下腳料以及牲畜的糞便等，如：玉米棒、麩皮、秸稈、豬糞等，資源豐富，價格便宜，有利于資源的綜合利用。目前，使用最多的固態反應器是攪拌式固態反應器，攪拌式固態反應器在反應罐中安裝攪拌裝置，將固態物料裝入反應罐中，攪拌裝置混合攪拌，按照要求加水及其他輔料。這種攪拌式固態反應器的缺陷是：由于固態物料和液態物料的最大區別在于固體物料沒有流動性，因此，反應罐中即使有攪拌裝置，其降溫過程也較慢，物料中間部分的熱量無法傳遞出來，物料與冷媒的接觸比表面積很小，熱交換量小，影響其接種效率。?

發明內容

????本發明的目的是提供一種能迅速對固態物料進行加溫和冷卻的微生物反應器，同時提供該微生物反應器的控制方法。

本發明一種固態快速滅菌微生物反應器采用的技術方案是：主體部分是圓筒狀的罐體，罐體上部設置減速電機，減速電機的輸出軸從罐體頂部正中間伸入罐體內腔中且固定連接履帶式攪拌器，罐體頂壁上設有均與罐體內腔相通的排氣口、頂口、真空排氣口和接種口，在罐體內部，履帶式攪拌器的底部設置圓板狀的蒸汽和冷空氣發射裝置，蒸汽和冷空氣發射裝置的四周與罐體的內壁固定連接，沿蒸汽和冷空氣發射裝置的圓周方向布置有若干扇形通槽，蒸汽和冷空氣發射裝置上還設有一個與其下部的出料口相連通的通孔，通孔處設有出料控制閥；真空排氣口通過管道和真空控制閥連接抽真空裝置，抽真空裝置上設置真空泵和真空壓力表；在罐體內部的蒸汽和冷空氣發射裝置的下部是一個氣體腔，罐體的底壁上開有無菌空氣進口和蒸汽進口及出料口，無菌空氣進口和蒸汽進口與氣體腔相通，無菌空氣進口和蒸汽進口處設置進氣控制閥；罐體的內腔設置多個溫、濕度傳感器，控制器分別連接溫、濕度傳感器、抽真空裝置、減速電機及各個控制閥；所述履帶式攪拌器包括攪拌軸、槳葉和推料板，攪拌軸的頂端連接減速電機的輸出軸，攪拌軸的底部固定連接沿攪拌軸的圓周方向均勻布置的三塊推料板，推料板呈弧形，弧形的開口方向與攪拌軸的旋轉方向相反；推料板上部的攪拌軸上固定設置槳葉，槳葉沿攪拌軸的軸向螺旋式布置且與攪拌軸相交，自相交處至最遠處，槳葉的寬度沿徑向逐漸變寬。

本發明的固態快速滅菌微生物反應器的控制方法采用的技術方案是具有如下步驟：1）控制器控制進氣控制閥打開，蒸汽輸入氣體腔內，經扇形通槽對罐體內向上發射，當罐體內壓力達到并保持在0.11—0.15Mpa時停止輸入蒸汽，維持30—40分鐘；2）將混合好的固態物料加入罐體內，控制器控制抽真空裝置開啟，并開啟履帶式攪拌器，邊攪拌邊對罐體內抽真空7-8分鐘，當罐體內的真空度達到-0.9Mpa～-0.8?Mpa時關閉抽真空裝置，然后再次通入蒸汽，當罐體內的真空壓力上升到+0.08Mpa時，打開抽真空裝置，直至固態物料的溫度達到121℃-126時，停止抽真空裝置和履帶式攪拌器，保溫45分鐘；3）打開排氣口，當罐體內的壓力降低至0pa時，啟動抽真空裝置、履帶式攪拌器，無菌空氣進口和蒸汽進口使無菌冷空氣進入罐體，使固態物料溫度降至40℃以下。

???本發明全過程采用傳感技術及控制技術，罐體中的固態物料在攪拌的過種中通入蒸汽或冷空氣，底部采用蒸汽、冷空氣發射裝置，同時上部采用抽真空裝置，使蒸汽或冷空氣充分地穿透物料，能在30分鐘以內將物料由室溫25℃均勻提高到121℃以上，滅菌加熱時間整整縮短了8.5-9小時；并且能在30分鐘以內由121℃以上均勻降到可接種的25℃-30℃溫度，冷卻時間縮短了16小時；整個工作周期僅為2小時，比現有的反應器縮短了近10倍；節約了大量的能源，生產效率大大提高。

附圖說明

???圖1是本發明的結構示意圖：

???圖2是圖1中蒸汽和冷空氣發射裝置3的俯視圖；

???圖3是圖1中履帶式攪拌器5的主視圖；

???圖4是圖3中A-A向視圖：

圖中：1.無菌空氣進口和蒸汽進口；2.出料口；3.蒸汽和冷空氣發射裝置；4.罐體；5.履帶式攪拌器；6.溫度傳感器；7.控制器；8.抽真空裝置；9.減速電機；10.真空排氣口；11.接種口；12.頂口；13.氣體腔。

具體實施方式

如圖1所示，本發明的主體部分是罐體4，罐體4為圓筒狀，在罐體4的上部設置減速電機9，減速電機9的輸出軸從罐體4頂部正中間伸入罐體4內腔中，減速電機9輸出軸的中心與罐體4的中心共線。在罐體4內腔中的減速電機9的輸出軸上固定連接履帶式攪拌器5。