[實用新型]一種固態發酵反應器

有效

• 申請號: 201520237452.1
• 申請日: 2015-04-17
• 公開（公告）號: CN204608006U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 任戰坤;詹伊婧;馮小海
• 申請（專利權）人: 南京軒凱生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/16;C12M1/12;C12M1/04;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

技術領域

本實用新型屬于發酵工程和過程工程技術領域，涉及一種固態發酵反應器。

背景技術

固態發酵是指在沒有或幾乎沒有自由水的存在下，一種或多種微生物在固體基質上進行的生物反應過程，具有操作簡單、能耗低、發酵過程易控制等優點，特別是能利用農業殘渣、工業廢棄物作為固體基質。目前在生物制造產業中，液體深層發酵還是處于主導地位，究其原因是缺乏一個多功能的、發酵穩定的反應裝置。現有的固體發酵裝置主要有淺盤發酵、通氣發酵池、滾筒式發酵等，但一般地淺盤發酵條件粗獷、通風散熱性能差、發酵過程不易控制等缺點，發酵池發酵存在進料出料繁瑣、勞動強度高、易染菌等弊端，滾筒式發酵能量消耗嚴重、巨大的剪切力影響產品質量，而且這些反應器功能單一，無法獨立完成原料滅菌、發酵、干燥等過程，發酵過程也不容易控制。可見設備上的缺陷致使固態發酵無法完成產業化規模生產，也導致固態發酵技術的應用幾乎處于停滯狀態，因此，開發一種功能齊全、簡單實用、發酵穩定的固態發酵反應器迫在眉睫！

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術中存在的功能單一、結構復雜且不實用等問題，提供一種可以對固體物料發酵所需的滅菌、冷卻、接種、發酵、控溫、控濕、通氣、干燥等功能的固態發酵反應器。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：

一種固態發酵反應器，它包括發酵罐、盤管、淺盤和二流體噴嘴系統；

所述的發酵罐為臥式發酵罐，發酵罐外周設有夾套，發酵罐水平方向兩側設有第一活動頂蓋和第二活動頂蓋；

發酵罐內部自上而下設有1～10層盤管，每層盤管上活動置放淺盤；每層盤管為中空結構，盤管的一端為進水口，另一端為出水口；

發酵罐頂部設有出氣孔，出氣孔附近設有溫度探頭、濕度探頭和壓力探頭；

發酵罐內靠近活動頂蓋的位置垂直設置二流體噴嘴系統，所述的二流體噴嘴系統包括1～10個噴嘴和二流體噴嘴管路，噴嘴通過二流體噴嘴管路與發酵罐外部氣液管路串聯，所述發酵罐外部氣液管路為相互并聯的無菌水管路、種子液管路、蒸汽管路和氣體管路。

其中，所述的發酵罐為不銹鋼材質，發酵罐底端設有出料口，發酵罐通過底部的第一支架和第二支架固定在底座上。

其中，所述的夾套上設有蒸汽進口和蒸汽出口，蒸汽進口設于夾套最頂端，蒸汽出口設于夾套最底端，且蒸汽進口和蒸汽出口在水平方向上的位置遠離，提高蒸汽對罐體的加熱效果。

其中，第一活動頂蓋與發酵罐側壁連接處設有固定螺栓，第二活動頂蓋與酵罐側壁連接處設有固定螺栓。

其中，發酵罐內部自上而下設有三層盤管，分別為第一盤管、第二盤管和第三盤管，盤管通過加勁鋼板固定在發酵罐內部，第一盤管上活動置放第一淺盤，第二盤管上活動置放第二淺盤，第三盤管上活動置放第三淺盤。

其中，所述的淺盤為鐵制托盤，淺盤底部均勻鉆有數個小孔；其中，優選小孔的孔徑為2mm，孔間距為2cm。

其中，所述的盤管為不銹鋼管道，俯視形狀為蛇形，盤管的進水口和出水口分別于發酵罐外的進水管道和出水管道連通，通入冷水可對罐體進行冷卻，通入熱水即可對物料進行干燥。

其中，所述的二流體噴嘴系統優選包括4個噴嘴、第一二流體噴嘴管路和第二二流體噴嘴管路，4個噴嘴采用并聯的方式同時與第一二流體噴嘴管路和第二二流體噴嘴管路連通；無菌水管路和蒸汽管路相互并聯，再與第一二流體噴嘴管路串聯；種子液管路和氣體管路相互并聯，再與第二二流體噴嘴管路串聯；無菌水管路上設有第一液體過濾器和第二液體過濾器，蒸汽管路上設有蒸汽發生器，種子液管路外接接種瓶，氣體管路上設有第一氣體過濾器和第二氣體過濾器；無菌水管路和種子液管路上分別設有氣體流量計，蒸汽管路和氣體管路上分別設有氣體流量計。

其中，4個噴嘴在發酵罐內可以提供扇形噴霧模式。

上述固態發酵反應器在培養好氧微生物、厭氧微生物以及兼性厭氧微生物進行固態發酵中的應用。

其中，上述固態發酵反應器的使用方法為：

裝料：打開罐體左端活動頂蓋，取出淺盤將固體物料混合后均勻地分布于淺盤上。

滅菌：通過夾套入蒸汽加熱罐體后由二流體噴嘴通入蒸汽到達罐體內部進行滅菌，根據需要控制滅菌溫度、壓力、時間；滅菌結束后，同時從夾套、盤管輸入冷卻水，降低罐體和物料溫度，并通入氣體對罐體進行保壓；