技術領域

本實用新型屬于發酵工程和過程工程技術領域，具體涉及一種一體化固態發酵反應器。

背景技術

生物技術是本世紀最具影響力的高新技術新興產業帶，是最有生命力的經濟增長鏈，生物工程將成為21世紀我國重點發展的支柱產業，生物技術的發展對人類生活的各個領域將產生越來越大的影響。

固態發酵是微生物利用固體基質作為能源和載體，進行的一種生物反應過程。由于所用培養基氣固表面積大，微生物易于生長，而且因為微生物是在最接近自然狀態的情況下生長，因此可產生一些在液體發酵時不會產生的酶或其他代謝產物，特別是許多絲狀真菌，只有在固態發酵是才能達到最佳的生長和代謝水平。另外，固態發酵后處理簡便、污染少、基本無廢水排放，由于這些特點，固態發酵已被廣泛地用于生產生物飼料、生物肥料、生物農藥、酶制劑、有機酸、功能食品等眾多產品。

但是，現有的固態發酵反應器在原位滅菌、自動化控制、傳質散熱、連續操作等方面缺乏較為全面的研究，致使其功能單一、應用范圍狹小，從而也制約了現代固態發酵技術的快速發展。因此，開發一種多功能、高效率的固態發酵生產裝置，是所屬技術領域面臨的難題。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有固態發酵反應器中的缺陷，提供一種多功能，高效率的一體化固態發酵反應器。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：

一種一體化固態發酵反應器，它包括依次相連的加料系統、發酵罐和回轉真空雙錐干燥機；

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，發酵罐底端設有出料口，發酵罐內部自上而下設有2～10層傳輸帶，相鄰兩層傳輸帶傳輸方向相反，且保證物料沿上一層傳輸帶傳輸至盡頭時可以自由下落至下一層傳輸帶沿傳輸方向的起始處，最下一層傳輸帶沿傳輸方向的盡頭正對出料口的正上方；

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；

所述的加料系統包括依次相連的電動機、加料斗、輸送螺桿、出料管；

其中，

輸送螺桿外部設有加熱夾套、保溫夾套和冷卻夾套；

出料管與發酵罐相連，且出料管與發酵罐相連且正對最上層傳輸帶沿傳輸方向的起始處。

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，所述的夾套上設有熱交換介質進口和熱交換介質出口，熱交換介質進口設于夾套最頂端，熱交換介質出口設于夾套最底端，且熱交換介質進口和熱交換介質出口在水平方向上的位置遠離。

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傳輸帶，分別為第一傳輸帶、第二傳輸帶和第三傳輸帶，相鄰兩層傳輸帶傳輸方向相反，且保證物料沿第一傳輸帶傳輸至盡頭時可以自由下落至第二傳輸帶沿傳輸方向的起始處，物料再沿第二傳輸帶傳輸至盡頭時可以自由下落至第三傳輸帶沿傳輸方向的起始處，第三傳輸帶沿傳輸方向的傳輸盡頭正對出料口的正上方。

其中，所述的二流體噴嘴系統包括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，出料管底端正對最上層傳輸帶沿傳輸方向的起始處，出料管上設有蝶閥，蝶閥位于發酵罐外。

其中，冷卻夾套由循環水進行冷卻，加熱夾套由電加熱系統進行加熱，保溫夾套由酚醛保溫材料進行保溫；其中，進入輸送螺桿的物料總是先經過加熱夾套，再經過保溫夾套，最后經過冷卻夾套。

其中，回轉真空雙錐干燥機頂部進料口通過活套法蘭與出料口連通。