液、固態(tài)生物原料發(fā)酵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物原料發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及適于工業(yè)化生產(chǎn)的液、固態(tài)生物原料發(fā)酵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]液、固態(tài)發(fā)酵技術(shù)歷史由來已久，但發(fā)酵工藝及發(fā)酵設(shè)備滯后，大多采用人工配以簡易設(shè)備，生產(chǎn)工藝過程相互脫節(jié)，不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化流水線自動生產(chǎn)，更不能適應(yīng)目前發(fā)酵行業(yè)規(guī)?；l(fā)展需要。傳統(tǒng)的生物原料固態(tài)發(fā)酵工藝(如生物有機(jī)肥，生物蛋白飼料)，一般采用發(fā)酵池發(fā)酵，即將人工配制、機(jī)械混合的物料用人工推車或機(jī)動翻斗車運(yùn)填在發(fā)酵池中發(fā)酵，發(fā)酵過程中間隔一段時(shí)間用人工或翻料機(jī)翻料，中途用人工檢測溫度，濕度和PH值，發(fā)酵基本達(dá)到要求后采用人工或推料機(jī)轉(zhuǎn)入下道工序。此發(fā)酵池發(fā)酵，占地面積大，生產(chǎn)環(huán)境差，機(jī)械翻料存在死角，即物料發(fā)酵溫度不均勻，發(fā)酵過程難掌控，物料發(fā)酵品質(zhì)不穩(wěn)定，且勞動強(qiáng)度大，消耗人力多，難實(shí)現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
[0003]近些年來發(fā)酵技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，出現(xiàn)了一此新的發(fā)酵工藝及設(shè)備，如立式發(fā)酵罐，臥式轉(zhuǎn)鼓式發(fā)酵罐，臥式攪拌式發(fā)酵罐，固態(tài)流化發(fā)酵床等。部分發(fā)酵設(shè)備不同程度上采用了輔助通風(fēng)、增溫、增濕及溫濕度檢測裝置，采用了 PLC (可編程控制器)控制器控制技術(shù)，提高了適用性和控制技術(shù)水平，一定程度上適應(yīng)了小規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)需要。但也存在不足，翻料要消耗較大動力且物料溫度均勻性差，發(fā)酵室內(nèi)物料殘留難清除，受容積限制產(chǎn)量小，制造成本和使用成本相對生產(chǎn)量較高，不能適應(yīng)年產(chǎn)5000噸以上至幾萬噸、幾十萬噸規(guī)?；纳锇l(fā)酵生產(chǎn)需要。中國專利申請公布號:CN101914432A公開設(shè)一種《塔式固體發(fā)酵裝置》，但其公開的內(nèi)容僅是一種思路而未給出可實(shí)施的技術(shù)手段，按照該公開的內(nèi)容不能夠?qū)崿F(xiàn)固態(tài)發(fā)酵的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種液、固態(tài)生物原料發(fā)酵系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)固態(tài)生物原料發(fā)酵的規(guī)模化工業(yè)自動化生產(chǎn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的液、固態(tài)生物原料發(fā)酵系統(tǒng)，包括由工控機(jī)控制的固態(tài)原料處理單元、固態(tài)原料配料混合單元、固態(tài)原料發(fā)酵單元和液態(tài)原料制備單元；所述固態(tài)原料發(fā)酵單元由自下而上沿橫向設(shè)置在塔架上的多層發(fā)酵室、設(shè)置在所述頂層發(fā)酵室上部的刮板布料器、設(shè)置在底層發(fā)酵室下部的緩沖出料斗和出料刮板輸送機(jī)組成；所述刮板布料器進(jìn)料口通過擺式布料器與垂直設(shè)置在塔架一側(cè)的第二提升機(jī)出料口相銜接；所述的每層發(fā)酵室均由多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的箱體單元沿橫向排列組成；上、下相鄰層發(fā)酵室中的箱體單元沿豎向疊加布置；
所述箱體單元由底板為翻板結(jié)構(gòu)的上開口箱體和翻板執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成；所述翻板結(jié)構(gòu)的箱體底板由至少兩組下翻式翻板門組成，所述每組下翻式翻板門的門軸兩端分別與固定在上開口箱體前、后側(cè)板上的軸承體轉(zhuǎn)動連接，在每個(gè)上開口箱體內(nèi)均安裝有用于工控機(jī)檢測的溫濕度傳感器；所述翻板執(zhí)行機(jī)構(gòu)由設(shè)置在上開口箱體前側(cè)板或后側(cè)板外部塔架上由工控機(jī)控制的氣缸或液壓缸、連桿機(jī)構(gòu)和固定在每組下翻式翻板門門軸端部的拐臂組成；所述連桿機(jī)構(gòu)由水平設(shè)置的第一連桿、傾斜設(shè)置的第二連桿和擺臂組成，所述擺臂上設(shè)置有用于限制氣缸或液壓缸活塞桿行程的限位座；所述每個(gè)拐臂均與所述第一連桿鉸接，第一連桿通過第二連桿、擺臂與所述氣缸或液壓缸的活塞桿鉸接；
塔架的一側(cè)設(shè)置有進(jìn)風(fēng)通道而相對的另一側(cè)設(shè)置有排風(fēng)通道，位于頂層以下各層發(fā)酵室的箱體單元分別通過管道與所述進(jìn)風(fēng)通道、排風(fēng)通道相連通；所述進(jìn)風(fēng)通道上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)溫濕度調(diào)節(jié)裝置，所述進(jìn)風(fēng)溫濕度調(diào)節(jié)裝置由設(shè)置在管體內(nèi)的加濕段和換熱段構(gòu)成；所述加濕段由沿軸向間隔設(shè)置的多層水簾構(gòu)成，所述換熱段由列管式換熱器構(gòu)成；加濕段與所述列管式換熱器的管程相連通，列管式換熱器的殼程通過電控三通閥分別與外部熱源和冷源相連通；每個(gè)水簾的頂部通過管道與外部水源相連通；所述液態(tài)原料制備單元包括種子罐、發(fā)酵罐、混合罐和酸堿自動調(diào)節(jié)裝置；所述種子罐與發(fā)酵罐、發(fā)酵罐與混合罐之間分別通過液體泵相連通，所述酸堿自動調(diào)節(jié)裝置通過電控閥與發(fā)酵罐相連通；混合罐出液口通過電控輸液泵與固態(tài)原料配料混合單元中的混合機(jī)進(jìn)料口相連通。
[0006]所述每組下翻式翻板門的門軸由方形鋼管和焊接于所述方形鋼管兩端部的實(shí)心軸頭組成，所述兩實(shí)心軸頭分別與對應(yīng)固定在上開口箱體前、后側(cè)板上的軸承體轉(zhuǎn)動連接，下翻式翻板門通過螺栓與方形鋼管固定連接，在方形鋼管上沿軸向固定有導(dǎo)風(fēng)管，所述導(dǎo)風(fēng)管的管壁沿軸向開設(shè)有1mm?40mm的縫隙用于導(dǎo)入氣流穿透物料。
[0007]所述每組下翻式翻板門的門軸由方形鋼管和焊接于所述方形鋼管兩端的實(shí)心軸頭組成，所述兩實(shí)心軸頭分別與對應(yīng)固定在上開口箱體前、后側(cè)板上的軸承體轉(zhuǎn)動連接，所述下翻式翻板門通過螺栓與方形鋼管固定連接；位于方形鋼管上方沿軸向間隙設(shè)置有由兩斜板組成的“人”字形結(jié)構(gòu)的減壓板，所述兩斜板之間的夾角小于60°，所述減壓板的兩端分別與所述上開口箱體前、后側(cè)板固定連接。
[0008]位于頂層發(fā)酵室的各箱體單元中設(shè)置有用于工控機(jī)檢測的料位檢測傳感器。
[0009]所述固態(tài)原料處理單元由投料斗、與所述投料斗出料口銜接的螺旋輸送機(jī)、與所述螺旋輸送機(jī)進(jìn)料口銜接的氣爆機(jī)組成；所述氣爆機(jī)出料口排出的物料通過第一提升機(jī)進(jìn)入所述固態(tài)原料配料混合單元中的圓筒或圓錐篩分機(jī)內(nèi)。
[0010]所述固態(tài)原料配料混合單元包括圓筒或圓錐篩分機(jī)，所述圓筒或圓錐篩分機(jī)的過篩物料出口通過旋轉(zhuǎn)分配器與配料倉進(jìn)料口銜接，所述配料倉出料口通過出倉機(jī)、配料秤斗與混合機(jī)進(jìn)料口銜接；所述混合機(jī)卸料口通過緩沖斗和輸送機(jī)與所述第二提升機(jī)進(jìn)料口相銜接；混合機(jī)內(nèi)腔通過管道與菌液添加裝置出液口相連通。
[0011]所述固態(tài)原料發(fā)酵單元中的出料刮板輸送機(jī)出料口通過第三提升機(jī)與物料干燥單元相銜接。
[0012]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于可以根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品品種及投資能力對固態(tài)原料發(fā)酵單元的發(fā)酵容積進(jìn)行模塊化組合。物料通過刮板布料器完成頂層發(fā)酵室各箱體單元中的布料后，工控機(jī)發(fā)出指令給各箱體單元中的翻板執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開下翻式翻板門，物料通過重力撒落到相鄰下層發(fā)酵室對應(yīng)的各箱體單元內(nèi)后，工控機(jī)發(fā)出指令給各箱體單元中的翻板執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)閉下翻式翻板門，物料在撒落過程中完成了翻料操作，因此不存在翻料不均勻現(xiàn)象，進(jìn)入下層發(fā)酵室對應(yīng)各箱體單元內(nèi)的物料，在密閉的環(huán)境中進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵的溫、濕度通過溫濕度傳感器進(jìn)行檢測并將數(shù)據(jù)傳輸給工控機(jī)，工控機(jī)將檢測到的數(shù)據(jù)與設(shè)定的發(fā)酵參數(shù)比較后，通過進(jìn)風(fēng)通道和排風(fēng)通道進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間達(dá)到設(shè)定值后，工控機(jī)發(fā)出指令給該層各箱體單元中的翻板執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開下翻式翻板門卸料后關(guān)閉，之后依次重復(fù)上述過程，直至完成發(fā)酵的物料自塔架底部緩沖出料斗輸送到出料刮板輸送機(jī)輸出。物料自上而下由多層發(fā)酵室依次間歇發(fā)酵、重力流動翻料完成發(fā)酵和翻料，因此滿足了釀造、生物飼料、生物制藥、生物肥料等固態(tài)發(fā)酵的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的需要。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明所述箱體單元的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2.1是圖2中A部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明所述箱體單元的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3.1是圖3中B部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明所述進(jìn)風(fēng)溫濕度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意