固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统的制作方法

1.本发明涉及固态发酵装置的技术领域，特别涉及一种固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统。


背景技术：

2.固态发酵是我国很早创立的传统发酵技术，广泛应用于制曲、酿酒、酿醋、制酱、腐乳、酸菜、豆豉、纳豆、肉制品等食品和调味品以及有机堆肥、发酵饲料的生产，近代逐渐扩大至益生活菌制剂、生物杀虫剂、酶制剂、抗生素、生物能源和一些生物化工产品的制造，也用于餐余废弃物、城镇垃圾和工业废渣的处理。
3.固态发酵由于能耗低，无废水或很少废水排放，所得产物浓度高，后处理较容易，而具备了液体发酵所没有的成本和环保优势，所以近年来有加速发展的趋势。但传统的固态发酵技术主要靠浅盘(好氧)或隔板(好氧)或大缸(厌氧)或装袋(兼性厌氧)或堆积(兼性厌氧)操作，而且拌料、灭菌与发酵分开进行，造成劳动强度大，发酵环境的无菌度和均匀度难以控制，发酵速度慢，耗时长，产品质量的一致性也得不到保证，成为其进一步发展的制约因素。
4.所有这些制约因素，主要是由于缺乏好的固态发酵设备所造成的。近年来，虽然出现过一些可用于单批或连续发酵的固态发酵罐设计，在克服上述传统固态发酵缺点方面做出了一些有益的尝试，但这些设计或结构复杂，或混料和温湿度控制不均匀，或存在物料静止的死角，或严寒与酷暑季节温湿度难以控制，或不能进行纯种操作，或能耗大，因而市场的认可度并不高，迄今没有一种获得广泛推广应用；
5.故迫切需要开发新的结构简单，混料均匀，方便灭菌，能严格进行纯种操作，能一年四季精确控制温湿度，操作过程节能，好氧与厌氧发酵、单批与连续发酵均适用的新型固态发酵罐。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是提供一种固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，能严格进行纯种操作，能一年四季精确控制温湿度，操作过程节能，好氧与厌氧发酵、单批与连续发酵均适用的新型固态发酵罐；解决了酵速度慢，耗时长，产品质量的一致性也得不到保证等问题。
7.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
8.一种固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，包括立式的罐体、固定安装在所述罐体顶部的罐顶盖、设在所述罐顶盖上的搅拌装置、设在所述搅拌装置上的通气函、与所述通气函相连通的无菌进气系统以及设在所述罐体侧壁上的调温装置；所述罐顶盖上设有进料装置，所述罐体底部设有出料装置，所述搅拌装置的搅拌部位于罐体内；
9.所述调温装置包括设在所述罐体外壁的夹套；夹套的底部设有夹套进水管；所述夹套的上部设有夹套回水管；所述夹套内充满调温用的液体。
10.进一步的，所述罐体的顶部以及所述罐顶盖底面均设有罐顶法兰；两个所述罐顶法兰之间设有罐顶法兰密封垫圈；
11.所述搅拌装置包括减速电机、联轴器、旋转通气管、偏心螺旋搅拌叶片以及锚式搅拌器；
12.所述罐顶盖上设有电机支架，所述减速电机安装在所述电机支架上；所述减速电机的输出端与旋转通气管顶端通过联轴器连接；
13.所述锚式搅拌器固定连接在所述旋转通气管的底端；
14.旋转通气管的中部设有偏心螺旋搅拌叶片；
15.所述通气函位于所述电机支架内；所述旋转通气管贯穿所述通气函；所述旋转通气管与所述通气函之间设有密封装置。
16.进一步的，所述通气函包括通气函圆筒体、与所述通气函圆筒体顶部固定连接的上法兰以及与所述通气函圆筒体底部固定连接的下法兰；
17.所述密封装置包括上密封结构和下密封结构；
18.所述罐顶盖的顶部焊接有支撑法兰；所述通气函通过下密封结构与所述支撑法兰连接；
19.所述上密封结构包括设在所述上法兰上的上密封槽、安装在所述上密封槽内的密封静环、用于压紧所述密封静环的密封动环、设在所述密封动环上方的压紧法兰以及设在所述密封动环和压紧法兰之间的弹簧；所述压紧法兰与所述上法兰通过压紧螺栓固定连接；
20.所述下密封结构与上密封结构相同。
21.进一步的，所述通气函圆筒体侧壁固定连通有无菌通气管；所述旋转通气管位于所述通气函内的部分设有通气孔；所述旋转通气管位于所述罐体内的部分依次设有若干通气支管，所述通气支管为l形，所述通气支管出口朝下。
22.进一步的，所述无菌进气系统包括与无菌通气管固定连通的空气转换三通、与空气转换三通固定连通的无菌通气中间管、分别与无菌通气中间管连通的空气过滤器和蒸汽过滤器以及分别与所述空气过滤器和蒸汽过滤器连通的鼓风机。
23.进一步的，所述偏心螺旋搅拌叶片一侧紧贴罐体内壁，另一侧与罐体内壁之间留有一定的空隙。
24.进一步的，所述罐体的高径比随罐体容积的增加而由2︰1到5︰1渐进加大。所述立式罐体的夹套或外盘管，应尽量包裹整个罐体，在其中通入冷、热水，可对罐内物料进行加热、冷却和发酵过程控温。为了确保有效的传热面积，罐体应有足够的高径比，根据容积的大小，高径比可由2︰1到5︰1，例如，0.5m3及以下容积的罐体，可以为2︰1，0.5～1.5m3的，可以为2.5︰1，1.5～3.0m3的，可以为3︰1，3～6m3的，可以为3.5︰1，依次类推。
25.进一步的，所述密封装置为填料轴封或端面轴封或皮碗轴封或涨圈轴封或迷宫轴封或其他机械轴封。
26.进一步的，所述进料装置包括与所述罐顶盖垂直固定连通的固态物料进料管以及固定在所述固态物料进料管顶部的密封盖，所述密封盖上设有接种装置、开盖把手和排气阀门。
27.进一步的，所述出料装置包括与所述罐体底部固定连通的卸料阀；所述卸料阀直
径与固态物料进料管相等。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
29.在所述冷热水进水管最低位置，设有放水阀，以便必要(如罐内物料灭菌)时将夹套或外盘管内的水放空。在所述夹套或外盘管的上端，设有冷热水回水管和冷热水出口调节阀，可通过调节冷水或热水的流量来控制罐内物料的温度，而从夹套或外盘管流出的冷热水则分别回到冷热水储罐，进行再冷却或再加热后循环使用。所述外盘管内的水流方向与罐内物料的搅拌移动方向相反，已达到更好的传热效果；
30.通过设置的所述通气函，是作为无菌空气或灭菌蒸汽通过旋转通气管进入罐体的密封函体，它固定在所述罐顶盖上方中心位置，由上下法兰和小圆筒体组成，其中下法兰与所述罐顶盖连成一体，侧面设有开孔，与无菌空气和蒸汽管相连。所述无菌空气管和蒸汽管，可以是独立的两根管道，也可以是共用的一根管道；通气函的结构特点使无菌空气能够进入旋转的通气管；
31.本系统既可用于固态物料的拌料、灭菌和冷却，又可用于好氧、兼性厌氧和厌氧固态发酵。使用单台设备时，以上操作可以顺序间歇进行，实施批次发酵；使用多台设备串联时，则以上操作可以顺序连续进行。
32.而带支管、螺旋搅拌叶和锚式搅拌器的旋转通气管，不仅能对固态物料进行全方位无死角的搅拌，而且因向物料内部旋转通气，使通气更加均匀，并对固态物料起到一定的疏松作用，防止结团、结块而影响细胞的分散和生长，从而缩短发酵时间。
33.由于实施向固态物料内部通气，使本发明的固态发酵系统可不受装料量的限制，达到满罐发酵，从而大幅度提高了设备利用率。
34.用调节阀对通入夹套或外盘管内的冷热水流量进行调节，可以一年四季精确地控制发酵温度，使发酵不受季节的影响。冷热水的循环利用，可大幅度节约用水和能源。
35.通过补料阀在发酵过程中向固态物料补水和补料，可灵活调节物料湿度及营养和代谢强度，适应不同发酵阶段对湿度和营养的不同需求。
36.由于罐体密封性能好，可在发酵过程中保持正压，避免外界空气中的杂菌侵入，实现纯种发酵，确保发酵所得产品的一致性。
37.采用鼓风机通气和通气管的低速间歇搅拌或变频搅拌，可以大幅度减少动力消耗，降低发酵成本。
38.由于整个拌料、灭菌、冷却、发酵过程实现了机械化，以及发酵过程的自动控制，与传统固态发酵相比较，可以大幅度节省劳动力，提高劳动生产率。
附图说明
39.图1为本发明的结构示意图；
40.图2为通气函的结构示意图；
41.图3为两台同样的多用途固态物料拌料、灭菌、冷却、发酵系统上下串联示意图；
42.图4为实施例3的结构示意图。
43.图中标号说明：
44.1、减速电机，2、联轴器，3、电机支架，4、空气(蒸汽)压力表，5、无菌通气(汽)管，6、空气/蒸汽转换三通阀，7、通气(汽)支管阀，8、罐顶压力表，9、玻璃视窗，10、罐顶盖，11、夹
套循环冷(热)水压力表，12、夹套循环冷却回水调节阀，13、夹套回水管，14、夹套循环热水回水调节阀，15、无菌通气管，16、无菌通气(汽)支管，17、蒸汽过滤器出口蒸汽支管，18、空气精过滤器压力表，19、蒸汽过滤器压力表，20、空气精过滤器，21、蒸汽过滤器，22、空气预过滤器压力表，23、空气预过滤器，24、蒸汽过滤器蒸汽入口阀，25、蒸汽过滤器排水阀，26、蒸汽过滤器出口蒸汽管，27、无菌通气调节阀，28、空气过滤器无菌空气出口阀，29、蒸汽过滤器出口阀，30、空气流量计上方阀，31、空气流量计旁路阀，32、空气流量计，33、空气过滤器排水阀，34、空气流量计下方阀，35、鼓风机，36、密封盖把手，37、接种装置，38、密封盖紧固螺栓，39、上排气阀，40、物料进料管密封盖，41、物料进料管密封垫圈，42、补料阀，43、固态物料进料管，44、通气函，45、罐顶法兰紧固螺栓，46、罐顶法兰，47、罐顶法兰密封垫圈，48、罐体，49、夹套，50、偏心螺旋搅拌叶片，51、旋转通气管，52、通气支管，53、锚式搅拌器，54、夹套进水管，55、夹套循环冷水进水阀，56、夹套循环热水进水阀，57、夹套放水阀，58、下排气阀，59、卸料阀，60、支脚；
45.44-1、压紧法兰，441-轴承，44-2、弹簧，44-3、密封动环，44-4、密封静环，44-5、压紧螺栓，44-6、上法兰，44-7、下法兰，44-8、通气函圆筒壁，44-9、支撑法兰。
具体实施方式
46.首先需要说明的是，本发明任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供。因此，其它实施例也在相应权利要求项的保护范围之内。
47.另外需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，尤其不存在“主要、次要”或排列顺序上的特定含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
48.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、完整的描述。
49.实施例1
50.如图1-2所示：
51.一种固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，包括立式的罐体48、固定安装在所述罐体48顶部的罐顶盖10、设在所述罐顶盖10上的搅拌装置、设在所述搅拌装置上的通气函44、与所述通气函44相连通的无菌进气系统以及设在所述罐体48侧壁上的调温装置；所述罐顶盖10上设有进料装置，所述罐体48底部设有出料装置，所述搅拌装置的搅拌部位于罐体48内；罐体48设有支脚60；
52.所述罐体48的顶部以及所述罐顶盖10底面均设有罐顶法兰46；两个所述罐顶法兰46之间设有罐顶法兰密封垫圈47；
53.所述搅拌装置包括减速电机1、联轴器2、旋转通气管51、偏心螺旋搅拌叶片50以及锚式搅拌器53；
54.所述罐顶盖10上设有电机支架3，所述减速电机1安装在所述电机支架3上；所述减速电机1的输出端与旋转通气管51顶端通过联轴器2连接；
55.所述锚式搅拌器53固定连接在所述旋转通气管51的底端；
56.旋转通气管51的中部设有偏心螺旋搅拌叶片50；所述偏心螺旋搅拌叶片50一侧紧贴罐体48内壁，另一侧与罐体48内壁之间留有一定(如管体直径的八分之一至四分之一)的空隙；这样搅拌的更加均匀；
57.所述通气函44位于所述电机支架3内；所述旋转通气管51贯穿所述通气函44；所述旋转通气管51与所述通气函44之间设有密封装置。
58.所述通气函44包括通气函圆筒体44-8、与所述通气函圆筒体44-8顶部固定连接的上法兰44-6以及与所述通气函圆筒体44-8底部固定连接的下法兰44-7；
59.所述密封装置包括上密封结构和下密封结构；
60.所述罐顶盖10的顶部焊接有支撑法兰44-9；所述通气函44通过下密封结构与所述支撑法兰44-9连接；
61.所述上密封结构包括设在所述上法兰44-6上的上密封槽、安装在所述上密封槽内的密封静环44-4、用于压紧所述密封静环44-4的密封动环44-3、设在所述密封动环44-3上方的压紧法兰44-1以及设在所述密封动环44-3和压紧法兰44-1之间的弹簧44-2；所述压紧法兰44-1与所述上法兰44-6通过压紧螺栓44-5固定连接；
62.所述下密封结构与上密封结构相同。
63.所述通气函圆筒体44-8侧壁固定连通有无菌通气管5；所述旋转通气管51位于所述通气函44内的部分设有通气孔51-1；所述旋转通气管51位于所述罐体48内的部分依次设有若干通气支管52，所述通气支管52为l形，所述通气支管52出口朝下。
64.所述无菌进气系统包括与无菌通气管5固定连通的空气转换三通6、与空气转换三通6固定连通的无菌通气中间管15、分别与无菌通气中间管15连通的空气过滤器和蒸汽过滤器21以及分别与所述空气过滤器33和蒸汽过滤器21连通的鼓风机35。在无菌进气系统的管路上还设有从罐底进气的辅助进气装置，辅助进气装置包括与无菌通气管15连通的通气(汽)支管阀7、无菌通气支管16；无菌通气支管16与罐底相通，无菌通气支管16还设有下排气阀58；辅助进气装置从底部进气，无菌进气系统通过旋转通气管51进气，相互配合，使得罐体48内加气更均匀，并且提高了效率，缩短了混料的时间，进而提高发酵的效率。无菌通气管15上还设有无菌通气调节阀27；
65.设有蒸汽过滤器排水阀25的蒸汽过滤器21的入口设有蒸汽过滤器蒸汽入口阀24，用于调节蒸汽总量；蒸汽过滤器21还设有蒸汽过滤器出口阀29；
66.空气预过滤器23的出口连通空气精过滤器20；两级过滤使得空气更干净；
67.在鼓风机35与设有空气过滤器排水阀33和空气过滤器压力表22的空气预过滤器23的连接管路上设有上方阀30、空气流量计32和下方阀34；设置上方阀30、下方阀34，是为了方便更换、维修空气流量计32。空气流量计32还设有空气流量计旁路阀32；空气预过滤器23还设有空气过滤器出口阀29；
68.所述罐体48的高径比随罐体容积的增加而由2︰1到5︰1渐进加大。夹套49应尽量包裹整个罐体48，在夹套中通入冷、热水，可对罐内物料进行加热、冷却和发酵过程控温。为了确保有效的传热面积，罐体48应有足够的高径比，根据容积的大小，高径比可由2︰1到5︰1，例如，0.5m3及以下容积的罐体，可以为2︰1，0.5～1.5m3的，可以为2.5︰1，1.5～3.0m3的，可以为3︰1，3～6m3的，可以为3.5︰1，依次类推；
69.所述调温装置包括设在所述罐体48外壁的夹套49；夹套49也可以采用外盘管结构
代替；夹套49的底部设有夹套进水管54；所述夹套49的上部设有夹套回水管13；所述夹套49内充满调温用的液体；液体自下而上流动，避免夹套49内有空气，影响调温效果；
70.液体一般为热水或者凉水。
71.调温装置还包括控制器、夹套循环冷(热)水压力表11、夹套循环冷却回水调节阀12、夹套循环热水回水调节阀14、夹套循环冷水进水阀55、夹套循环热水进水阀56、夹套放水阀57以及测量罐体48内温湿度的温湿度测量仪；控制器接收夹套循环冷(热)水压力表11以及温湿度测量仪的信号；控制器能够控制夹套循环冷却回水调节阀12、夹套循环热水回水调节阀14、夹套循环冷水进水阀55、夹套循环热水进水阀56以及夹套放水阀57启闭，控制器控制的各个阀门均为电动阀；当罐体48内达到设定的温度、湿度时，控制器通过调节各个阀门的开度达到内部的平衡，使得发菌环境稳定，生产有一致性。达到稳产增产的目的。控制器还可以控制减速电机1的启停，控制器内设有时间模块，可以控制减速电机1的转动搅拌时间和方向；
72.所述密封装置为填料轴封或端面轴封或皮碗轴封或涨圈轴封或迷宫轴封或其他机械轴封。
73.所述进料装置包括与所述罐顶盖10垂直固定连通的固态物料进料管43以及固定在所述固态物料进料管43顶部的密封盖40，所述密封盖40上设有接种装置37、开盖把手36；固态物料进料管43还设有补料阀42和排气阀门39；密封盖40通过物料进料管密封垫圈41和密封盖紧固螺栓38与固态物料进料管43可拆卸连接；
74.所述出料装置包括与所述罐体48底部固定连通的卸料阀59；所述卸料阀59直径与固态物料进料管43相等。
75.本技术的工作过程：
76.对本发明所述多用途固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统进行拌料、灭菌和冷却操作时，先放空夹套49或外盘管中的冷水，关闭罐底卸料阀59，打开垂直进料管的密封盖40，正向开启罐顶的减速电机1，将固态物料加入。当物料装满罐体48后让减速电机1反转，分别从夹套48和旋转通气管51通入蒸汽，小心打开下排气阀58，排出罐内空气，避免固态物料被吹出，待经下排气阀58排出的不再是空气，而是蒸汽后，关闭下排气阀58，开启通气(汽)支管阀7，由罐底自下而上通入蒸汽，并继续从夹套49和旋转通气管51通入蒸汽，开始灭菌升温。当温度上升到灭菌所需的值(如100～125℃)并在该温度下达到一定时间(如10～60分钟)，停止通入蒸汽，旋转通气管51和通气(汽)支管切换成无菌空气，在维持一定罐压(如0.01～0.05mpa)的前提下适当开启上排气阀39，开启夹套49的冷水进出口阀55，在减速电机1反向旋转的情况下对物料进行搅拌冷却。
77.在灭菌过程中，要在线监测物料的湿度。当湿度有偏高于工艺要求的趋势时，要增加从夹套49中通入蒸汽量，减少或停止从旋转通气管51和通气(汽)支管通入蒸汽；反之，当湿度有偏低于工艺要求的趋势时，要减少或停止夹套49的蒸汽通入，加大旋转通气管51和通气(汽)支管的蒸汽通入。
78.如果使用的蒸汽是过热蒸汽，则有可能经过灭菌达不到固态物料所需要的湿度，则在拌料时可适当向固态物料喷淋一些工艺用水，或液态营养料。
79.在进行固态发酵操作时，先让减速电机1停转，自接种口向上述经过灭菌并冷却好的固态物料内，以火圈法或压力差法接种入所需的液体种子，反向开启减速电机1，在无菌
通气及控温、控压下将接种物料与固态物料混合均匀，然后根据工艺要求，设定每隔一定时间停止和反向开启减速电机1，或通过变频或其它方式调节电机反向转速，进行好氧批次固态发酵；
80.在发酵过程中，除了在线监测固态物料温度并控温外，还要在线检测物料湿度和营养消耗的情况，从垂直的固态物料进料管43侧面的补料阀42不断补充无菌水和营养物质。在减速电机1低速反向运转或间歇反向启停状态下，发酵一定时间，达到规定的发酵指标后，即可打开下部卸料阀59，正向启动减速电机1，由收集容器收获发酵好的固态物料，进行下一步工序的干燥或其他操作。
81.当需要进行兼性厌氧发酵时，可在保持一定罐压的前提下停止通气即可。因罐体48的密封性好，加上发酵过程有二氧化碳生成，故一般不需要通入任何气体就能保持罐压。而当需要进行厌氧发酵时，则用氮气或二氧化碳气置换空气，然后进行在氮气或二氧化碳气保压下的发酵。
82.本发明所述固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，可用于肥料、饲料、酒曲、酱曲、益生菌、生物农药、土壤改良菌剂、水质改良菌剂、中药材以及一些特定的酶、维生素、抗生素等的发酵和餐厨垃圾、工业危险品废渣的无害化处理。
83.实施例2
84.本实施例与实施例1结构基本相同，
85.不同之处在于，
86.如图3所示，两台同样的多用途固态物料拌料、灭菌、冷却、发酵系统上下串联连接置于上方的设备其卸料口对准下方设备的固态物料进料管43，通过上方设备卸料阀59的法兰与下方设备进料管的法兰进行连接。这样串联，可以让拌料、灭菌、冷却同固态发酵在上下两台设备中分开进行，从而有效地提高劳动生产率。
87.本实施例与实施例1工作原理基本相同，就不再赘述。
88.实施例3
89.本实施例与实施例1结构基本相同，
90.不同之处在于，
91.如图4所示，所述弹簧44-2与压紧法兰44-1之间设有端面轴承441，可以避免弹簧44-2在压紧法兰上转动，造成过早磨损。
92.本实施例与实施例1工作原理基本相同，就不再赘述。
93.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
94.目前，本技术的技术方案已经采用实施例1的最佳实施方式，已经进行了中试，即产品在大规模量产前的小规模实验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已经着手准备产品正式投产进行产业化(包括知识产权风险预警调研)；以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
95.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下
做出各种变化。

技术特征：
1.一种固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，其特征在于：包括立式的罐体(48)、固定安装在所述罐体(48)顶部的罐顶盖(10)、设在所述罐顶盖(10)上的搅拌装置、设在所述搅拌装置上的通气函(44)、与所述通气函(44)相连通的无菌进气系统以及设在所述罐体(48)侧壁上的调温装置；所述罐顶盖(10)上设有进料装置，所述罐体(48)底部设有出料装置，所述搅拌装置的搅拌部位于罐体(48)内；所述调温装置包括设在所述罐体(48)外壁的夹套(49)；夹套(49)的底部设有夹套进水管(54)；所述夹套(49)的上部设有夹套回水管(13)；所述夹套(49)内充满调温用的液体。2.根据权利要求1所述的固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，其特征在于：所述罐体(48)的顶部以及所述罐顶盖(10)底面均设有罐顶法兰(46)；两个所述罐顶法兰(46)之间设有罐顶法兰密封垫圈(47)；所述搅拌装置包括减速电机(1)、联轴器(2)、旋转通气管(51)、偏心螺旋搅拌叶片(50)以及锚式搅拌器(53)；所述罐顶盖(10)上设有电机支架(3)，所述减速电机(1)安装在所述电机支架(3)上；所述减速电机(1)的输出端与旋转通气管(51)顶端通过联轴器(2)连接；所述锚式搅拌器(53)固定连接在所述旋转通气管(51)的底端；旋转通气管(51)的中部设有偏心螺旋搅拌叶片(50)；所述通气函(44)位于所述电机支架(3)内；所述旋转通气管(51)贯穿所述通气函(44)；所述旋转通气管(51)与所述通气函(44)之间设有密封装置。3.根据权利要求2所述的固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，其特征在于：所述通气函(44)包括通气函圆筒体(44-8)、与所述通气函圆筒体(44-8)顶部固定连接的上法兰(44-6)以及与所述通气函圆筒体(44-8)底部固定连接的下法兰(44-7)；所述密封装置包括上密封结构和下密封结构；所述罐顶盖(10)的顶部焊接有支撑法兰(44-9)；所述通气函(44)通过下密封结构与所述支撑法兰(44-9)连接；所述上密封结构包括设在所述上法兰(44-6)上的上密封槽、安装在所述上密封槽内的密封静环(44-4)、用于压紧所述密封静环(44-4)的密封动环(44-3)、设在所述密封动环(44-3)上方的压紧法兰(44-1)以及设在所述密封动环(44-3)和所述压紧法兰(44-1)之间的弹簧(44-2)；所述压紧法兰(44-1)与所述上法兰(44-6)通过压紧螺栓(44-5)固定连接；所述下密封结构与上密封结构相同。4.根据权利要求3所述的固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，其特征在于：所述通气函圆筒体(44-8)侧壁固定连通有无菌通气管(5)；所述旋转通气管(51)位于所述通气函(44)内的部分设有通气孔(51-1)；所述旋转通气管(51)位于所述罐体(48)内的部分依次设有若干通气支管(52)，所述通气支管(52)为l形，所述通气支管(52)出口朝下。5.根据权利要求4所述的固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，其特征在于：所述无菌进气系统包括与无菌通气管(5)固定连通的空气转换三通(6)、与空气转换三通(6)固定连通的无菌通气中间管(15)、分别与无菌通气中间管(15)连通的空气过滤器和蒸汽过滤器(21)以及分别与所述空气过滤器(33)和蒸汽过滤器(21)连通的鼓风机(35)。6.根据权利要求2所述的固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，其特征在于：所述偏心螺旋搅拌叶片(50)一侧紧贴罐体(48)内壁，另一侧与罐体(48)内壁之间留有一定的空隙。
7.根据权利要求1所述的固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，其特征在于：所述罐体(48)的高径比随罐体容积的增加而由2︰1到5︰1渐进加大。8.根据权利要求3所述的固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，其特征在于：所述密封装置为填料轴封或端面轴封或皮碗轴封或涨圈轴封或迷宫轴封或其他机械轴封。9.根据权利要求8所述的固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，其特征在于：所述进料装置包括与所述罐顶盖(10)垂直固定连通的固态物料进料管(43)以及固定在所述固态物料进料管(43)顶部的密封盖(40)，所述密封盖(40)上设有接种装置(37)、开盖把手(36)和排气阀门(39)。10.根据权利要求9所述的固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，其特征在于：所述出料装置包括与所述罐体(48)底部固定连通的卸料阀(59)；所述卸料阀(59)直径与固态物料进料管(43)相等。

技术总结
本发明涉及一种固态物料拌料、灭菌、冷却与发酵系统，包括立式的罐体、罐顶盖、搅拌装置、通气函、无菌进气系统以及调温装置；调温装置包括夹套；搅拌装置包括减速电机、联轴器、旋转通气管、偏心螺旋搅拌叶片以及锚式搅拌器；旋转通气管贯穿所述通气函；旋转通气管与通气函之间设有密封结构，包括密封静环、密封动环、压紧法兰、弹簧；所述通气函圆筒体侧壁固定连通有无菌通气管；所述旋转通气管位于所述通气函内的部分设有通气孔；所述罐体的高径比随罐体容积的增加而由2︰1到5︰1渐进加大；本发明的有益效果是，通过设置通气函及旋转通气管进行内部通气和搅拌，可以保持罐体内正压、无菌和以及物料和通气的均匀分布，提高发酵的装料率、合格率和一致性。合格率和一致性。合格率和一致性。


技术研发人员：徐亲民
受保护的技术使用者：石家庄吉瑞节能技术有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/9/6