[發(fā)明專利]一種微生物固態(tài)制種及發(fā)酵裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310466186.5
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103497891A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向洋;吳建華
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/36;C12M1/04;C12M1/02
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所 43205
• 代理人: 李展明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微生物反應(yīng)裝置，特別是一種微生物固態(tài)制種及發(fā)酵裝置。

背景技術(shù)

微生物發(fā)酵技術(shù)是利用微生物的某種特性，通過現(xiàn)代工程技術(shù)手段進行工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)，它主要包括工業(yè)生產(chǎn)菌菌種的選育、發(fā)酵條件的控制和優(yōu)化、發(fā)酵罐的設(shè)計和產(chǎn)品的分離、提取和精制等過程。一般發(fā)酵工藝按照培養(yǎng)基物理性狀的不同，將發(fā)酵方式分為固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵兩大類，而由于液態(tài)發(fā)酵所得產(chǎn)物的有效成分與固態(tài)發(fā)酵相比較少，且固態(tài)發(fā)酵技術(shù)發(fā)展已久，應(yīng)用十分廣泛。

當(dāng)今，微生物制種技術(shù)存在著菌種孢子粉大量繁殖，導(dǎo)致生產(chǎn)困難，嚴(yán)重制約微生物工程技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化及工業(yè)化應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)中的固態(tài)發(fā)酵設(shè)備大部分專注于微生物發(fā)酵的某一過程，如實現(xiàn)空氣過濾與發(fā)酵的結(jié)合、發(fā)酵與接種的結(jié)合，功能單一，不能集多功能和集約式技術(shù)于一體，從而導(dǎo)致生產(chǎn)時間長、生產(chǎn)效率低和雜菌感染率高。

CN?101974409B于2013年5月1日公開了一種細(xì)菌培養(yǎng)發(fā)酵罐裝置及其發(fā)酵工藝，其發(fā)酵罐頂部設(shè)有清洗消毒注入管、加料管和空氣輸入管，發(fā)酵罐有PLC控制器，其輸入端與設(shè)置在罐體內(nèi)的溫度傳感器、pH值傳感器、溶氧值傳感器和攪拌速度傳感器相連，發(fā)酵罐罐體下側(cè)設(shè)有排料管，清洗消毒管與純蒸汽輸入管、注射用水輸入管、酸堿洗液輸入管、純化水輸入管和生活飲用水輸入管相接通，純蒸汽輸入管旁路通向設(shè)置有空氣過濾器的空氣進氣管，然而該發(fā)明為液體發(fā)酵裝置，不能實現(xiàn)固體發(fā)酵，功能也較為單一。

CN?102443535B于2013年5月1日公開了一種固態(tài)發(fā)酵生物反應(yīng)器，其反應(yīng)器包括一反應(yīng)箱體，所述反應(yīng)箱體中部設(shè)置多孔的物料層隔板，將反應(yīng)箱體分成上層的發(fā)酵室和下層的通氣室兩部分；反應(yīng)器還包括發(fā)酵控制系統(tǒng)，用于對攪拌單元、溫度控制單元、濕度控制單元、供氣控制單元和發(fā)酵尾氣檢測處理單元進行控制，以保證溫度、濕度、通氣、攪拌及尾氣實時監(jiān)測和控制，該發(fā)明只能進行發(fā)酵工藝，需在其他設(shè)備中進行接種和烘干粉碎，導(dǎo)致生產(chǎn)時間長。

以上兩個技術(shù)方案均存在人工手動放料和取料的問題，自動化程度低、雜菌感染率高，且進、出料口均設(shè)置于發(fā)酵罐頂部或底部，不易觀察作業(yè)情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種集固體培養(yǎng)基的蒸料滅菌、微生物菌種的接種培養(yǎng)和菌種孢子烘干與粉碎功能的微生物固態(tài)制種及發(fā)酵裝置，自動化程度高、操作簡單、雜菌感染率低，大大縮短生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種微生物固態(tài)制種及發(fā)酵裝置，包括發(fā)酵系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、固體物料系統(tǒng)、液態(tài)物料系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。發(fā)酵系統(tǒng)包括帶有攪拌裝置的發(fā)酵罐；供氣系統(tǒng)包括通過管路依次連接的空氣壓縮機、空氣預(yù)過濾器和空氣精過濾器；液態(tài)物料系統(tǒng)包括儲料箱和儲水箱。

攪拌裝置帶有雙向S型螺旋攪拌槳；發(fā)酵罐頂部依次設(shè)有料液進口、排氣口、壓力計接口和進氣口；發(fā)酵罐前端右上側(cè)設(shè)有進料口，發(fā)酵罐前端左下側(cè)設(shè)有出料口，進料口和出料口中間均設(shè)有視窗；發(fā)酵罐的料液進口分成并聯(lián)三條支路，第一條支路經(jīng)旁通閥與濕度控制器管路連接，第二條支路經(jīng)泵體與儲料箱連接，第三條支路經(jīng)泵體與儲水箱連接；料液進口下側(cè)設(shè)有噴淋裝置；發(fā)酵罐的進氣口分成并聯(lián)兩條支路，一條支路經(jīng)真空閥與真空泵管路連接，另一條支路經(jīng)直通進氣截止閥和旁路的減壓閥與空氣精過濾器出氣口管路連接。

固體物料系統(tǒng)包括上料裝置和傳送帶，上料裝置帶有懸臂，懸臂延伸至發(fā)酵罐進料口端部；傳送帶安裝于發(fā)酵罐出料口端部。

進一步，所述電氣控制系統(tǒng)包括PLC控制器，PLC控制器輸入端分別與設(shè)置在發(fā)酵罐中心位置的溫度傳感器、pH傳感器、氧含量傳感器和濕度傳感器相連；所述PLC控制器輸出端分別與攪拌控制單元、溫度控制單元、料液控制單元、供氣控制單元、進出料控制單元和顯示器相連；所述攪拌控制單元用于控制攪拌槳行走方向、攪拌速度及時間；所述溫度控制單元用于控制夾套內(nèi)加熱器的啟停和參數(shù)調(diào)節(jié)；所述料液控制單元通過儲料箱流量計和儲水箱流量計控制儲料箱和儲水箱的流量；所述供氣控制單元對真空泵、空氣壓縮機、空氣預(yù)過濾器和空氣精過濾器進行啟停控制和參數(shù)調(diào)節(jié)；所述進出料控制單元用于控制上料裝置和傳送帶的啟停與速度。

進一步，所述溫控系統(tǒng)包括設(shè)于發(fā)酵罐外側(cè)的夾套，夾套內(nèi)裝有加熱器，加熱器外側(cè)設(shè)有保溫層，所述夾套下側(cè)設(shè)有進水口，上側(cè)設(shè)有出水口，夾套的進水口和出水口分別連接補水箱的出水口和進水口。

進一步，所述攪拌槳安裝于發(fā)酵罐下部的2/5處。