CN104382208A - 一种固体发酵中逆流接菌装置及接菌方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种固体发酵中逆流接菌装置及接菌方法。装置中的散料叶片设置在接菌塔内的上部，散料叶片电机的输出端与散料叶片相连接，菌液喷嘴设置在接菌塔内的下部，柱塞泵的入口端与菌种稀释活化罐的出口端相连通，柱塞泵的出口端与菌液喷嘴的入口端相连通。方法是通过高压管道和菌液喷嘴，将菌液向上方喷洒成雾状液滴喷进接菌塔中；开启柱塞泵的同时，开启喂料器和散料叶片电机，固体发酵物料向下均匀散落，遇到向上逆流急速喷出的雾状菌液后，落入接菌塔底部。本发明较传统方法接菌效率提高10倍以上，接菌在密闭的不锈钢接菌塔中进行，无外部污染，固体发酵物料定量喂料和液体菌液定量雾化后、逆流接种。实现了高效、密闭且均匀的接菌工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体发酵中逆流接菌装置及接菌方法，属于逆流接菌装置及接菌方法技术领域。
背景技术
微生物发酵技术已经广泛应用于饲料生产中，并且取得了长足的进展，为动物健康养殖开辟了新的渠道，为饲料行业的发展提供新的增长点。然而，发酵生产的工艺过程在许多企业中却是粗放的，主要表现在：1、接菌是在开放的空间进行，易受到其他微生物的污染。2、搅拌式接菌，因物料水分大于50％以上，粘附搅叶、轴及内壁等处，物料难于彻底清理、造成二次污染。3、接菌后进行再次搅拌，以便达到接菌均匀的效果，这个过程也易造成其他微生物污染。4、接菌不均匀，有的地方有菌种，有的地方没有菌种，需进行再次搅拌，增加了生产工序和生产难度。5、接菌均匀度和接菌量无法控制，有的地方量多有的地方量少。6、接菌时的温度比菌种在贮菌罐的温度显著下降，造成微生物逆境，使微生物处于休眠状态，活力降低。微生物经过重新适应再度进入生长繁殖状态，又需要较长的时间。从而延长了物料发酵时间，降低了生产效率。发酵产品的品质也会受到影响。7、接菌生产效率低，规模化量产受到限制。为解决上述这些问题，人们进行了长期的研究，并应用于生产实践，但效果都不能令人满意。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即接菌是在开放的空间进行，易受到其他微生物的污染，接菌不均匀，有的地方有菌种，有的地方没有菌种，需进行再次搅拌，增加了生产工序，接菌量无法控制，接菌生产效率低，规模化量产受到限制。进而提供一种固体发酵中逆流接菌装置及接菌方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种固体发酵中逆流接菌装置，包括：待料仓、菌种稀释活化罐、营养液调节罐、柱塞泵、菌液喷嘴、接菌塔、喂料器、散料叶片、搅拌振荡喂料器、搅拌输送绞龙、营养调节液控制阀门、散料叶片电机、营养调节液喷嘴和营养调节液管路，所述待料仓设置在接菌塔的上部，待料仓和接菌塔两者连接，待料仓的下端设有喂料器，所述喂料器的出口与接菌塔的进料口上下对应，接菌塔的进料口处安装有散料叶片电机，散料叶片设置在接菌塔内的上部，散料叶片电机的输出端与散料叶片相连接，菌液喷嘴设置在接菌塔内的中下部，柱塞泵的入口端与菌种稀释活化罐的出口端相连通，柱塞泵的出口端与菌液喷嘴的入口端相连通，搅拌输送绞龙设置在接菌塔的下部，接菌塔的下端安装有搅拌振荡喂料器，搅拌振荡喂料器的出料口与搅拌输送绞龙的进料口上下对应，搅拌输送绞龙上设有营养调节液喷嘴，营养调节液管路的一端与营养液调节罐相连通，营养调节液管路的另一端与营养调节液喷嘴的入口端相连通，营养调节液管路上串接有营养调节液控制阀门。
一种固体发酵中逆流接菌方法，步骤如下：
一、固体发酵物料准备：固体发酵物料进行除杂、除铁及过筛，混合均匀后按工艺粒度20～100目要求，经粉碎输送至待料仓中待用；
二、待接菌种液准备：待接菌液为菌种原液，菌种原液是指发酵用益生菌活性菌体和其培养液组成的复合液，菌种原液活菌数不得低于5×109cfu/ml；将待接菌种原液输送到28～40℃恒温的菌种稀释活化罐中并加入由葡萄糖、酵母培养物、食盐和水组成的营养稀释液，其营养稀释液重量比为：葡萄糖0.8～1.3％、酵母培养物0.4～0.6％、食盐0.4～0.55％和水96～99％；搅拌均匀待用；
三、营养调节液的准备：将用于发酵用的营养调节液按水88～92％、硫酸铵0.7～1.4％和糖蜜7.5～9.5％的重量比配制，输送到营养液调节罐中，混合均匀待用；
四、设备检查及控制调整设定：按固体发酵物料重量的1～5％设定菌液的喷接量，按固体发酵物料重量的20～45％设定营养调节液的用量；
五、高压雾化逆流接菌：开启柱塞泵，调整柱塞泵流量1～400L/h，压力0.1～40MPa，依次通过高压管道和菌液喷嘴，将菌种液向上方喷洒成雾状菌液微粒喷进接菌塔中；
六、开启柱塞泵的同时，开启喂料器和散料叶片电机，固体发酵物料向下均匀散落，遇到向上逆流急速喷出的雾状菌液微粒后，落入接菌塔底部，形成固体发酵接菌料；
七、开启柱塞泵的同时，开启接菌塔底部的搅拌振荡喂料器，已接菌的固体发酵物料落入搅拌输送绞龙中；
八、搅拌输送绞龙启动后，开启营养调节液控制阀门，按固体发酵物料重量的20～45％向搅拌输送绞龙中通入营养调节液；
九、经接菌、通入营养调节液后的固体发酵料输送至发酵平台进行发酵。
本发明的有益效果：1、生产效率高，按生产规模可设定5～10t/h，较传统方法接菌效率提高10倍以上。2、接菌在密闭的不锈钢接菌塔中进行，无外部污染。3、接菌塔实行固体发酵物料和液体菌液的逆流交互，固体发酵物料重力冲刷和接菌塔无残留死角，利于接菌塔的清理和维护，不存在混合机接菌残留及二次污染情况的发生。4、固体发酵物料、菌液及营养调节液均实现定量输送，实现了配料准确，接菌均匀。5、适合于含水量低于65％的各种固体发酵物料的接菌生产。
附图说明
图1为本发明固体发酵中逆流接菌装置的结构示意图。
图中的附图标记：1为待料仓，2为菌种稀释活化罐，3为营养液调节罐，4为柱塞泵，5为菌液喷嘴，6为接菌塔，7为喂料器，8为散料叶片，9为搅拌振荡喂料器，10为绞龙，11为营养调节液控制阀门，12为散料叶片电机，13为营养调节液喷嘴，14为营养调节液管路。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例所涉及的一种固体发酵中逆流接菌装置，包括：待料仓1、菌种稀释活化罐2、营养液调节罐3、柱塞泵4、菌液喷嘴5、接菌塔6、喂料器7、散料叶片8、搅拌振荡喂料器9、搅拌输送绞龙10、营养调节液控制阀门11、散料叶片电机12、营养调节液喷嘴13和营养调节液管路14。所述待料仓1设置在接菌塔6的上部，待料仓1和接菌塔6两者连接，待料仓1的下端设有喂料器7，所述喂料器7的出口与接菌塔6的进料口上下对应，接菌塔6的进料口处安装有散料叶片电机12，散料叶片8设置在接菌塔6内的上部，散料叶片电机12的输出端与散料叶片8相连接，菌液喷嘴5设置在接菌塔6内的中下部，柱塞泵4的入口端与菌种稀释活化罐2的出口端相连通，柱塞泵4的出口端与菌液喷嘴5的入口端相连通，搅拌输送绞龙10设置在接菌塔6的下部，接菌塔6的下端安装有搅拌振荡喂料器9，搅拌振荡喂料器9的出料口与搅拌输送绞龙10的进料口上下对应，搅拌输送绞龙10上设有营养调节液喷嘴13，营养调节液管路14的一端与营养液调节罐3相连通，营养调节液管路14的另一端与营养调节液喷嘴13的入口端相连通，营养调节液管路14上串接有营养调节液控制阀门11。
所述接菌塔6为不锈钢材料制成。
本实施例一种固体发酵中逆流接菌方法，步骤如下：一、固体发酵物料准备：固体发酵物料进行除杂、除铁及过筛，混合均匀后按工艺粒度20～100目要求，经粉碎输送至待料仓中待用；二、待接菌种液准备：待接菌液为菌种原液，菌种原液是指发酵用益生菌活性菌体和其培养液组成的复合液，菌种原液活菌数不得低于5×109cfu/ml；将待接菌种原液输送到28～40℃恒温的菌种稀释活化罐中并加入由葡萄糖、酵母培养物、食盐和水组成的营养稀释液，其营养稀释液重量比为：葡萄糖0.8～1.3％、酵母培养物0.4～0.6％、食盐0.4～0.55％和水96～99％；搅拌均匀待用；三、营养调节液的准备：将用于发酵用的营养调节液按水88～92％、硫酸铵0.7～1.4％和糖蜜7.5～9.5％的重量比配制，输送到营养液调节罐中，混合均匀待用；四、设备检查及控制调整设定：按固体发酵物料重量的1～5％设定菌液的喷接量，按固体发酵物料重量的20～45％设定营养调节液的用量；五、高压雾化逆流接菌：开启柱塞泵，调整柱塞泵流量1～400L/h，压力0.1～40MPa，依次通过高压管道和菌液喷嘴，将菌种液向上方喷洒成雾状菌液微粒喷进接菌塔中；六、开启柱塞泵的同时，开启喂料器和散料叶片电机，固体发酵物料向下均匀散落，遇到向上逆流急速喷出的雾状菌液微粒后，落入接菌塔底部，形成固体发酵接菌料；七、开启柱塞泵的同时，开启接菌塔底部的搅拌振荡喂料器，已接菌的固体发酵物料落入搅拌输送绞龙中；八、搅拌输送绞龙启动后，开启营养调节液控制阀门，按固体发酵物料重量的20～45％向搅拌输送绞龙中通入营养调节液；九、经接菌、通入营养调节液后的固体发酵料输送至发酵平台进行发酵。
所述步骤一中，固体发酵物料的粒度40～80目。
所述步骤二中，将待接菌种原液输送到37℃恒温的菌种稀释活化罐中。
所述步骤二中，营养稀释液重量比为：葡萄糖1％、酵母培养物0.5％、食盐0.5％和水98％。
所述步骤三中，营养调节液按水90％、硫酸铵1％和糖蜜9％的重量比配制。
所述步骤五中，柱塞泵流量10～300L/h，压力0.5～35MPa。
所述步骤八中，按固体发酵物料重量的35％向搅拌输送绞龙中通入营养调节液。
实施例2
本实施例一种固体发酵中逆流接菌方法，步骤如下：一、固体发酵物料准备：固体发酵物料进行除杂、除铁及过筛，混合均匀后按工艺粒度40目要求，经粉碎输送至待料仓1中待用；二、待接菌液准备：将待接菌原液输送到37℃恒温的菌种稀释活化罐中并加入稀释营养液，搅拌均匀待用；三、营养调节液的准备：将用于发酵用的营养调节液输送到营养液调节罐3中待用；四、设备检查及控制调整设定：按固体发酵物料重量的2％设定菌液的喷接量，按固体发酵物料重量的35％设定营养调节液的用量；五、高压雾化逆流接菌：开启柱塞泵，调整柱塞泵流量100L/h，压力2MPa，依次通过高压管道和菌液喷嘴5，将菌种液向上方喷洒成雾状菌液微粒喷进接菌塔6中；六、开启柱塞泵的同时，开启喂料器和散料叶片电机12，固体发酵物料向下均匀散落，遇到向上逆流急速喷出的雾状菌液微粒后，落入接菌塔底部，形成固体发酵接菌料；七、开启柱塞泵4的同时，开启接菌塔6底部的搅拌振荡喂料器9，已接菌的固体发酵物料落入搅拌输送绞龙10中；八、搅拌输送绞龙启动后，开启营养调节液控制阀门11，按固体发酵物料重量的35％向搅拌输送绞龙中通入营养调节液；九、经接菌、通入营养调节液后的固体发酵料输送至发酵平台进行发酵。
实施例3
豆粕固体发酵中逆流接菌方法，步骤如下：一、发酵物料准备：将高蛋白豆粕(蛋白含量大于45％)与发酵辅料进行除杂、除铁及过筛，混合均匀后按工艺粒度40目要求，经粉碎输送至待料仓1中待用；二、待接菌液准备：将待接菌GY15豆粕专用菌原液输送到37℃恒温菌种稀释活化罐中并按1:10比例加入专用稀释营养液，搅拌均匀待用；三、营养调节液的准备：将用于豆粕发酵的营养调节液按成分比例要求输送到营养液调节罐3中混匀待用；四、设备检查及控制调整设定：按固体发酵物料重量的2％设定菌液的喷接量，按固体发酵物料重量的35％设定营养调节液的用量；五、高压雾化逆流接菌：开启柱塞泵，调整柱塞泵流量100L/h，压力2MPa，依次通过高压管道和菌液喷嘴5，将发酵豆粕发酵菌液向上方喷洒成雾状菌液微粒喷进接菌塔6中；六、开启柱塞泵的同时，开启喂料器和散料叶片电机12，固体发酵物料豆粕向下均匀散落，遇到向上逆流急速喷出的雾状菌液微粒后，落入接菌塔底部，形成固体发酵豆粕接菌料；七、开启柱塞泵4的同时，开启接菌塔6底部的搅拌振荡喂料器9，已接菌的固体发酵豆粕落入搅拌输送绞龙10中；八、搅拌输送绞龙启动后，开启营养调节液控制阀门11，按固体发酵物料重量的35％向搅拌输送绞龙中通入营养调节液；九、经接菌、通入营养调节液后的固体发酵料输送至发酵平台进行发酵。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种固体发酵中逆流接菌装置，其特征在于，包括：待料仓、菌种稀释活化罐、营养液调节罐、柱塞泵、菌液喷嘴、接菌塔、喂料器、散料叶片、搅拌振荡喂料器、搅拌输送绞龙、营养调节液控制阀门、散料叶片电机、营养调节液喷嘴和营养调节液管路，所述待料仓设置在接菌塔的上部，待料仓与接菌塔相连接，待料仓的下端设有喂料器，喂料器的出料口与接菌塔的进料口上下对应，接菌塔的进料口处安装有散料叶片电机，散料叶片设置在接菌塔内的上部，散料叶片电机的输出端与散料叶片相连接，菌液喷嘴设置在接菌塔内的中下部，柱塞泵的入口端与菌种稀释活化罐的出口端相连通，柱塞泵的出口端与菌液喷嘴的入口端相连通，搅拌输送绞龙设置在接菌塔的下部，接菌塔的下端安装有搅拌振荡喂料器，搅拌振荡喂料器的出料口与搅拌输送绞龙的进料口上下对应，搅拌输送绞龙上设有营养调节液喷嘴，营养调节液管路的一端与营养液调节罐相连通，另一端与营养调节液喷嘴的入口端相连通，营养调节液管路上串接有营养调节液控制阀门。
2.根据权利要求1所述的一种固体发酵中逆流接菌装置，其特征在于，所述接菌塔为不锈钢材料制成。
3.使用权利要求1所述固体发酵中逆流接菌装置的逆流接菌方法，其特征在于，
一、固体发酵物料准备：固体发酵物料进行除杂、除铁及过筛，混合均匀后按工艺粒度20～100目要求，经粉碎输送至待料仓中待用；
二、待接菌种液准备：待接菌液为菌种原液，菌种原液是指发酵用益生菌活性菌体和其培养液组成的复合液，菌种原液活菌数不得低于5×109cfu/ml；将待接菌种原液输送到28～40℃恒温的菌种稀释活化罐中并加入由葡萄糖、酵母培养物、食盐和水组成的营养稀释液，其营养稀释液重量比为：葡萄糖0.8～1.3％、酵母培养物0.4～0.6％、食盐0.4～0.55％和水96～99％；搅拌均匀待用；
三、营养调节液的准备：将用于发酵用的营养调节液按水88～92％、硫酸铵0.7～1.4％和糖蜜7.5～9.5％的重量比配制，输送到营养液调节罐中，混合均匀待用；
四、设备检查及控制调整设定：按固体发酵物料重量的1～5％设定菌液的喷接量，按固体发酵物料重量的20～45％设定营养调节液的用量；
五、高压雾化逆流接菌：开启柱塞泵，调整柱塞泵流量1～400L/h，压力0.1～40MPa，依次通过高压管道和菌液喷嘴，将菌种液向上方喷洒成雾状菌液微粒喷进接菌塔中；
六、开启柱塞泵的同时，开启喂料器和散料叶片电机，固体发酵物料向下均匀散落，遇到向上逆流急速喷出的雾状菌液微粒后，落入接菌塔底部，形成固体发酵接菌料；
七、开启柱塞泵的同时，开启接菌塔底部的搅拌振荡喂料器，已接菌的固体发酵物料落入搅拌输送绞龙中；
八、搅拌输送绞龙启动后，开启营养调节液控制阀门，按固体发酵物料重量的20～45％向搅拌输送绞龙中通入营养调节液；
九、经接菌、通入营养调节液后的固体发酵料输送至发酵平台进行发酵。
4.根据权利要求3所述的逆流接菌方法，其特征在于，所述步骤一中，固体发酵物料的粒度40～80目。
5.根据权利要求3所述的逆流接菌方法，其特征在于，所述步骤二中，将待接菌种原液输送到37℃恒温的菌种稀释活化罐中。
6.根据权利要求3所述的逆流接菌方法，其特征在于，所述步骤二中，营养稀释液重量比为：葡萄糖1％、酵母培养物0.5％、食盐0.5％和水98％。
7.根据权利要求3所述的逆流接菌方法，其特征在于，所述步骤三中，营养调节液按水90％、硫酸铵1％和糖蜜9％的重量比配制。
8.根据权利要求3所述的逆流接菌方法，其特征在于，所述步骤五中，柱塞泵流量10～300L/h，压力0.5～35MPa。
9.根据权利要求3所述的逆流接菌方法，其特征在于，所述步骤八中，按固体发酵物料重量的35％向搅拌输送绞龙中通入营养调节液。
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