[发明专利]一种层架循环履带式固态发酵设备及固态发酵方法

说明书

本发明公开了一种层架循环履带式固态发酵设备及固态发酵方法，固态发酵设备包括发酵箱，其上开设进料口和出料口，所述发酵箱内设有至少一个发酵床，还包括提升机，所述发酵床包括至少两层履带式层架，各层层架由下而上依次平行铺设，相邻层架履带的移动方向相反，最上层层架的前端设有接料斗，其余层层架的前端设有斜置的挡料槽，发酵箱内设有位于进料口下方的接料槽，最下层层架的后端位于接料槽上方；提升机具有至少一个可在接料槽与接料斗之间移动的送料斗。本发明结构紧凑，安装、拆卸与运输方便，相对制造成本低；循环翻料，运行顺畅，无菌控制，发酵条件优化，可精准发酵，大大提高发酵效率与产品质量，可实行规模化的高效固体有氧发酵。

技术领域

本发明属于固态发酵技术领域，特别涉及一种层架循环履带式固态发酵设备及固态发酵方法。

背景技术

生物发酵根据氧气的供给情况分为有(需)氧发酵和无(厌)氧发酵两类。厌氧发酵主要是厌氧细菌发酵起作用，包括分解纤维素、糖类和蛋白质水解，产生醇、酸和甲烷(沼气)等，适用于废物废水生物处理、酒和醋等食品生产，过程缓慢；有氧发酵是需氧菌(细菌、真菌、放线菌)在有氧条件下进行有机物的分解与转化，在人为控制下可产生人们所需要的物质，发酵过程较快，应用于医药、饲料、食品和废物处理等工业生产中。生物发酵根据形态分为固态和液态发酵两种，目前一般可控的精准发酵多为液态发酵；固态发酵多为粗放型发酵，广泛应用于生产、生活中。与液态发酵相比，固态发酵,尤其是有氧固态发酵，具有显著的特征与优势：原料来源广，发酵量大，效率高，生产成本低，适用性广等。因此，在生物医药、生物食品、生物饲料与兽药、生物农药与肥料、生物化工及环境净化等领域广泛应用。

发酵设备是发酵工业的基础，随着发酵技术水平的提高，要求可控的精准发酵，对设备的要求也越来越高。目前只有液体发酵设备(发酵罐系统)研究早，技术先进完备，能适应各种工业化生产的要求；而固态发酵设备的研究创新滞后，至今没有条件可控的固态发酵设备能满足工业化生产的需要，这严重制约着固态发酵工艺的研究与应用。

现有固态发酵设备除传统的厌氧发酵桶和发酵池外，有氧固态发酵设备有浅盘发酵反应器(传质传热速率低，造成高污染风险和托盘利用率低)、流化床发酵反应器(反应器容积率低)、转鼓式发酵反应器(物料结块和粘壁、反应器容积率低的问题)、圆盘式发酵反应器(不能无菌操作)、搅拌式发酵反应器(只适用于小规模发酵)、压力脉动固态发酵反应器(设备要求高，物料配制难等)；各种固态反应器(固态发酵设备)中，在工业上已得到应用的还只有浅盘式、转鼓式及搅拌式反应器，国内对其它形式的固态反应器的研制还刚刚萌发。2004年曾报道一种箱式固态物料发酵设备(专利申请号为200420026272.0)，为阶梯输送带式，占地面积大而长，适应性差。蒋勤等2011年报道KRH-Ⅱ型智能固态微生物递进成套装置的研究，其装置为层架式发酵箱系统，解决物料混合、消毒、进料、铺料及发酵过程控制，但发酵过程不能翻料，且体积小(500L),只适用于小规模试验和菌种生产；且物料消毒罐与发酵箱组装，物料消毒罐置于发酵箱上，设备制造成本高，操作不便。肖毅等2015年报道一种层架循还履带式发酵箱(ZL 201510388026.2)，并撰文“10m²层架循还履带式发酵箱的制作与性能测定”和“发酵糟粕生产高活性高营养饲料的设备与工艺的效果分析”，发表于《湖南农业科学》2017年第10期和《饲料工业》2018.11期；该设备为双层架输送带，结构较复杂，欠紧凑，占地面积大，物料传送不顺；缺乏配套的物料处理(消毒等)输送设备，易造成过程中物料污染。