模塊化固態(tài)生物原料發(fā)酵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及生物原料發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及適于工業(yè)化生產(chǎn)的模塊化固態(tài)生物原料發(fā)酵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]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、機械混合的物料用人工推車或機動翻斗車運填在發(fā)酵池中發(fā)酵，發(fā)酵過程中間隔一段時間用人工或翻料機翻料，中途用人工檢測溫度，濕度和PH值，發(fā)酵基本達到要求后采用人工或推料機轉(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，且勞動強度大，消耗人力多，難實現(xiàn)規(guī)模化工業(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]本實用新型目的在于提供一種模塊化固態(tài)生物原料發(fā)酵系統(tǒng)，以實現(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]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取下述技術(shù)方案:
[0006]本實用新型所述的模塊化固態(tài)生物原料發(fā)酵系統(tǒng)，包括由工控機控制的原料處理單元、配料混合單元和發(fā)酵單元；所述發(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組成；所述刮板布料器進料口通過擺式布料器與垂直設(shè)置在塔架一側(cè)的第二提升機出料口相銜接；所述的每層發(fā)酵室均由多個結(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；
[0007]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，在每個上開口箱體內(nèi)均安裝有用于工控機檢測的溫濕度傳感器；所述翻板執(zhí)行機構(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控制的氣缸或液壓缸、連桿機構(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；
[0008]塔架的一側(cè)設(shè)置有進風(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風(fēng)通道、排風(fēng)通道相連通；所述進風(fēng)通道上設(shè)置有進風(fēng)溫濕度調(diào)節(jié)裝置，所述進風(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；每個水簾的頂部通過管道與外部水源相連通。
[0009]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心軸頭組成，所述兩實心軸頭分別與對應(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。
[0010]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心軸頭組成，所述兩實心軸頭分別與對應(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。
[0011]位于頂層發(fā)酵室的各箱體單元中設(shè)置有用于工控機檢測的料位檢測傳感器。
[0012]所述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、與所述螺旋輸送機進料口銜接的氣爆機組成；所述氣爆機出料口排出的物料通過第一提升機進入所述配料混合單元中的圓筒或圓錐篩分機內(nèi)。
[0013]所述配料混合單元包括圓筒或圓錐篩分機，所述圓筒或圓錐篩分機的過篩物料出口通過旋轉(zhuǎn)分配器與配料倉進料口銜接，所述配料倉出料口通過出倉機、配料秤斗與混合機進料口銜接；所述混合機卸料口通過緩沖斗和輸送機與所述第二提升機進料口相銜接；混合機內(nèi)腔通過管道與菌液添加裝置出液口相連通。
[0014]所述發(fā)酵單元中的出料刮板輸送機出料口通過第三提升機與物料干燥單元相銜接。
[0015]本實用新型優(yōu)點在于可以根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品品種及投資能力對發(fā)酵單元的發(fā)酵容積進行模塊化組合。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，工控機發(fā)出指令給各箱體單元中的翻板執(zhí)行機構(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，工控機發(fā)出指令給各箱體單元中的翻板執(zhí)行機構(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)境中進行發(fā)酵，發(fā)酵的溫、濕度通過溫濕度傳感器進行檢測并將數(shù)據(jù)傳輸給工控機，工控機將檢測到的數(shù)據(jù)與設(shè)定的發(fā)酵參數(shù)比較后，通過進風(fēng)通道和排風(fēng)通道進行調(diào)節(jié)，當(dāng)發(fā)酵時間達到設(shè)定值后，工控機發(fā)出指令給該層各箱體單元中的翻板執(zhí)行機構(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】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實用新型所述箱體單元的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2.1是圖2中A部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本實用新型所述箱體單元的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3.1是圖3中B部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是本實用新型所述進風(fēng)溫濕度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1-4所示，本實用新型所述的模塊化固態(tài)生物原料發(fā)酵系統(tǒng)，包括由工控機I控制的原料處理單元2、配料混合單元3和發(fā)酵單元4 ;所述發(fā)酵單元4由自下而上沿橫向設(shè)置在塔架上的十層發(fā)酵室、和設(shè)置在頂層發(fā)酵室上部的刮板布料器5、以及設(shè)置在底層發(fā)酵室下部的緩沖出料斗6和出料刮板輸送機7組成；刮板布料器5進料口通過擺式布料器8與垂直設(shè)置在塔架一側(cè)的第二斗式提升機9出料口相銜接；每層發(fā)酵室均由八個結(jié)構(gòu)相同的箱體單元10沿橫向排列組成；上、下相鄰層發(fā)酵室中的箱體單元10沿豎向疊加布置；
[0023]如圖2和圖2.1所示，箱體單元10由底板為翻板結(jié)構(gòu)的上開口箱體和翻板執(zhí)行機構(gòu)組成；所述翻板結(jié)構(gòu)的箱體底板由五組下翻式翻板門11組成，每組下翻式翻板門11的門軸均由方形鋼管12和焊接于方形鋼管12兩端部的實心軸頭13組成，兩實心軸頭13分別與對應(yīng)固定在上開口箱體前、后側(cè)板上的軸承體14轉(zhuǎn)動連接，下翻式翻板門11通過螺栓與方形鋼管12固定連接，在方形鋼管12上沿軸向固定有導(dǎo)風(fēng)管15，導(dǎo)風(fēng)管15的管壁沿軸向開設(shè)有1mm?40mm的縫隙16用于導(dǎo)入氣流穿透物料，同時，當(dāng)下翻式翻板門11向下翻轉(zhuǎn)卸料時，導(dǎo)風(fēng)管15以實心軸頭13為軸心向上轉(zhuǎn)動，起到翻料和推動卸料作用；在每個上開口箱體內(nèi)均安裝有用于工控機I檢測的溫濕度傳感器17 ο翻板執(zhí)行機構(gòu)由設(shè)置在上開口箱體前側(cè)板外部塔架上由工控機I控制的氣缸18、連桿機構(gòu)和固定連接在每組下翻式翻板門11實心軸頭13上的拐臂19組成；連桿機構(gòu)由水平設(shè)置的第一連桿20、傾斜設(shè)置的第二連桿21和擺臂22組成，擺臂22上設(shè)置有用于限制氣缸18活塞桿行程的限位座23 ;每個拐臂19均與第一連桿20鉸接，第一連桿20通過第二連桿21、擺臂22與氣缸18的活塞桿鉸接；在箱體單元10的上開口箱體前側(cè)板上設(shè)置有觀測窗24 ;每層發(fā)酵室相鄰箱體單元10的上開口箱體左、右側(cè)板均通過螺栓相連接。
[0024]箱體單元10也可采取如圖3和3.1所示的結(jié)構(gòu)，每組下翻式翻板門11的實心軸頭13和翻板執(zhí)行機構(gòu)與圖2和圖2.1所示的結(jié)構(gòu)相同，不再重復(fù)；其不同點是在位于方形鋼管12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25，兩斜板之間的夾角a在50-55°之間選擇，減壓板25的兩端分別與上開口箱體前、后側(cè)板固定連接。
[0025]塔架的一側(cè)設(shè)置有進風(fēng)通道26而相對的另一側(cè)設(shè)置有排風(fēng)通道27，位于頂層發(fā)酵室(第十層發(fā)酵室)以下的各層發(fā)酵室的箱體單元10分別通過由工控機I控制的電動閥和管道與進風(fēng)通道26、排風(fēng)通道27相連通；在進風(fēng)通道26上設(shè)置有進風(fēng)溫濕度調(diào)節(jié)裝置28 ;頂層發(fā)酵室箱體單元10的上開口箱體內(nèi)設(shè)置有由工控機I控制的料位檢測傳感器。
[0026]如圖4所述，進風(fēng)溫濕度調(diào)節(jié)裝置28由設(shè)置在管體內(nèi)的加濕段和換熱段構(gòu)成；加濕段由沿軸向間隔設(shè)置的五層水簾29構(gòu)成，換熱段由列管式換熱器構(gòu)成；加濕段與列管式換熱器的管程30相連通，列管式換熱器的殼程31通過由工控機I控制的電控三通閥32分別與外部熱源和冷源相連通；每個水簾29頂部通過管道33和由工控機I控制的電控閥34與外部水源相連通。
[0027]如圖1所示，原料處理單元2由投料斗35、與投料斗35出料口銜接的螺旋輸送機36、與螺旋輸送機36進料