一种卧式双模发酵罐的制作方法

1.本发明属于生物发酵罐技术领域，具体涉及一种既可以对食用菌进行发酵、又可以对有机肥进行发酵的卧式双模发酵罐。


背景技术：

2.现有很多生产行业(例如食用菌行业、有机肥行业)都有生物发酵这一环节，而这一环节通常需要使用发酵罐进行。传统的发酵罐存在如下不足：(1)根据工艺需求，罐内需要设置热气盘管、冷气盘管、加热蒸汽盘管及进水盘管、母种液盘管、进冲洗水盘管等多种管路，降低了罐内空间的利用率，并提高了发酵罐结构的复杂程度；(2)罐内的搅拌装置多为单轴搅拌方式，搅拌的均匀程度不良，搅拌的物料量有限。在前述不足的限制下，发酵罐的体积无法进一步增大，通常仅做单一功能使用，无法同时用于食用菌发酵、有机肥发酵。


技术实现要素：

3.针对传统发酵罐存在的不足，本发明的目的在于提出一种卧式双模发酵罐，使其既可以用于食用菌发酵，又可以用于有机肥发酵。
4.本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种卧式双模发酵罐，具有罐体10，罐体的顶部设置进料口40、喷洒管道，其底部设置支撑座102、出料口103、排污口104，罐体的内部转动设置鼠式搅拌笼20，鼠式搅拌笼的内部转动设置搅拌装置30；该鼠式搅拌笼包括分别支承在罐体两端的两个鼠笼座201、沿周向间隔分布且两端分别与同侧的鼠笼座固接的多个刮片202，其中一个鼠笼座凸出于罐体的端部通过第一旋转接头与第一进气管连接且该鼠笼座的内部设有进气通道，至少一个刮片的内部设有与前述进气通道连通的气腔且该刮片上设有出气孔。
5.罐体10的顶部设有沿罐体的轴线方向延伸的过渡仓101，进料口设置在过渡仓的顶部，喷洒管道贯穿设置在过渡仓上且喷洒管道位于过渡仓内部的管道上设置喷洒口。
6.鼠笼座201包括连接为一体的柱状座2011、过渡座2012，柱状座支承在罐体的端部；过渡座具有大端、小端，过渡座的大端和多个刮片连接，过渡座的小端和柱状座位于罐体内部的端部连接。
7.其中一个鼠笼座201的柱状座凸出于罐体的端部通过第一旋转接头与第一进气管连接，该柱状座2011的内部设有第一进气通道20111，该鼠笼座的过渡座2012的内部设有至少一个分支进气通道20121，该分支进气通道的两端分别与第一进气通道、刮片内部的气腔连通。
8.另一个鼠笼座201的柱状座凸出于罐体的端部通过传动机构与驱动电机连接。
9.刮片具有靠近罐体的内壁且其截面设置为与罐体的弧度一致的弧状的围挡边，第一出气孔20251设置在该围挡边上并朝向罐体的内壁。
10.每个刮片202的轴线与罐体10的轴线处于平行的状态。
11.每个刮片202的轴线与罐体10的轴线处于相交状态，多个刮片202沿周向呈现顺时
针或逆时针走向。
12.搅拌装置30包括搅拌轴301、设置在搅拌轴上的搅拌螺带302，搅拌轴的两端分别支承在相应的鼠笼座内，搅拌轴凸出于其中一个鼠笼座的端部通过另一传动机构与另一驱动电机连接；搅拌螺带的多个凹底与搅拌轴之间均设置加固杆303。
13.搅拌轴301的内部设有第二进气通道，至少一个加固杆303的内部设有与第二进气通道连通的第二分支进气通道、其外壁设有与第二分支进气通道连通的第三出气孔3031；搅拌轴凸出于另一个鼠笼座的端部通过第二旋转接头702与第二进气管连接。
14.本发明一种卧式双模发酵罐具有如下优点：
15.(1)采用由鼠笼座、多个刮片组成的鼠式搅拌笼，鼠笼座内部设置的进气通道、刮片内部设置的气腔共同组成供生产气体(例如热气、冷气、热蒸汽)进入罐体内部的通道，省去现有罐体内的热气盘管、冷气盘管、加热蒸汽盘管，不但降低罐体结构的复杂程度，同时在罐体尺寸一致的条件下允许更多物料添加至罐体内进行发酵，提高罐内空间的利用率，而且从刮片上的出气口喷出的气体从多位置、多角度接触处于搅拌状态的物料，提高发酵效果；
16.(2)鼠式搅拌笼、搅拌装置组成双轴搅拌系统，二者可根据工艺需求在不同的工艺阶段匹配不同的转速和转向，保证搅拌的均匀程度，同时增大每次搅拌的物料添加量；
17.(3)借助前述设计，能够进一步增大发酵罐的体积，同时满足食用菌发酵和有机肥发酵的要求。
18.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图，详细说明如下。
附图说明
19.图1是本发明一种卧式双模发酵罐一实施例的结构示意图。
20.图2是图1所示实施例去掉驱动机构的侧视示意图。
21.图3是图1所示实施例中刮片与罐体的位置示意图。
22.图4a是图1所示实施例中位于罐体右端的鼠笼座的立体示意图。
23.图4b是图4a所示鼠笼座的剖面示意图。
24.图5a是鼠笼座另一实施例的立体示意图。
25.图5b是图5a所示鼠笼座的剖面示意图。
26.图6是本发明一种卧式双模发酵罐另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
27.以下结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
28.请参阅图1至图4，为本发明一种卧式双模发酵罐的一个实施例，本实施例将电机所在的位置定义为“左”、将两个旋转接头所在的位置定义为“右”。本实施例包括罐体10、转动设置于罐体内部的鼠式搅拌笼20及转动设置于鼠式搅拌笼内部的搅拌装置30。
29.请同时参阅图1及图2，该罐体为卧式罐，其顶部设有过渡仓101，其底部对称设置两个支撑座102，其底部的右侧设有出料口103、排污口104；该过渡仓101为一个沿罐体的轴
线方向延伸的中空部件，其截面呈自上而下的渐扩状(例如本实施例中的梯形)。进料口40设置在过渡仓101的顶部，三种喷洒管道(分别为生产水喷洒管道501、菌种喷洒管道502、冲洗水喷洒管道503)分别贯穿设置在过渡仓的侧面上、且其位于过渡仓内部的管道上设置喷洒口，本发明将进料口、喷洒管道设置在位于罐体顶部的过渡仓上，不再占用罐体内部的空间，在罐体尺寸一致的条件下允许更多的物料添加至罐体内部，从而提高罐体内部空间的利用率，而且便于零件的维护更换。具体的，本实施例中生产水喷洒管道501、菌种喷洒管道502、冲洗水喷洒管道503均贯穿设置在过渡座101的前侧面上，当然也可以根据需求，将不同用途的喷洒管道从过渡座的不同侧插入过渡座内；此外，设置在过渡座侧面上的生产水喷洒管道、菌种喷洒管道、冲洗水喷洒管道可以设置在一列上，当然也可以设置成两列，例如生产水喷洒管道501、冲洗水喷洒管道503位于上列，菌种喷洒管道502位于下列。当然在本发明的其他实施例中，喷洒管道也可以贯穿设置在过渡座的顶部。
30.更进一步的，与生产水喷洒管道的进口连接的生产水供应管路上、与菌种喷洒管道的进口连接的菌种供应管路上、与冲洗水喷洒管道的进口连接的冲洗水供应管路上分别设置喷洒电磁阀。
31.该鼠式搅拌笼包括相对分布的两个鼠笼座201、沿周向间隔分布且两端分别与同侧的鼠笼座固接的多个刮片202；两个鼠笼座分别通过轴承安装在罐体的两端，凸出于罐体左端的鼠笼座通过传动机构(例如链轮传动机构、带轮传动机构等)与驱动电机60连接，凸出于罐体右端的鼠笼座通过第一旋转接头701与第一进气管连接且该鼠笼座的内部设有进气通道；刮片的内部设有与进气通道连通的气腔2021，该刮片上设有与前述气腔连通的出气孔。驱动电机带动鼠式搅拌笼转动，刮片搅拌、翻转罐体内的物料，同时热气或者冷气或者热蒸汽经由第一进气管、进气通道、气腔、出气孔进入罐体内后与物料接触，这样设计的好处是：(1)不但满足各阶段生产工艺的气体需求，而且从出气口喷出的气体从多位置、多角度接触处于搅拌状态的物料，提高发酵效果；(2)不需要在罐体内部设置热气盘管、冷气盘管、热蒸汽盘管，进一步提高罐体内部空间的利用率。
32.更进一步的，第一进气管通过电动三通阀分别与热气供应管路、冷气供应管路、热蒸汽供应管路连接。
33.请参阅图4a及图4b，本实施例中位于罐体右端的鼠笼座包括连接为一体的柱状座2011、过渡座2012，柱状座、过渡座均为沿轴向中空的零件。柱状座通过轴承安装在罐体的右端，其内部设有环状的第一进气通道20111，其凸出于罐体的端部用于安装第一旋转接头701。过渡座2012具有大端、小端，过渡座的大端用于和多个刮片203连接，借助过渡座的大端，不但便于多个刮片的安装，而且增大了多个刮片沿周向组成的空间体积，为搅拌装置的安装提供了空间，同时过渡座的小端和柱状座位于罐体内部的端部连接，用于实现刮片的转动，具体的，本实施例中小端和大端之间的过渡座壁体呈现1/2椭圆状，当然在本发明的其他实施例中壁体可以呈现为其他类型的形状(例如圆台状、圆柱状)，使得过渡座具有小端和大端。该过渡座的内部还设有与环状的第一进气通道连通的四个分支进气通道20121，具体的，用户可根据刮片的数量调整分支进气通道的数量。
34.本实施例中两个鼠笼座结构相似，位于罐体左端的鼠笼座与位于罐体右端的鼠笼座的区别仅在于：位于罐体左端的鼠笼座内不再设置环状的第一进气通道、分支进气通道，其包括的柱状座凸出于罐体的端部通过传动机构与驱动电机60连接。
35.请参阅图5a及图5b，为位于罐体右端的鼠笼座的另一实施例。本实施例中鼠笼座包括连接为一体的柱状座2011、过渡座2012，柱状座、过渡座均为沿轴向中空的零件。柱状座的内部设有环状的第一进气通道20111；过渡座具有大端、小端，过渡座的壁体上沿周向间隔设置四个缺口20122，每个缺口自过渡座的大端面向过渡座的小端延伸以在过渡座的大端形成沿周向间隔分布的四个连接座20123；过渡座的内部设有与环状的第一进气通道连通的四个分支进气通道20121，每个分支进气通道分别贯穿相应的连接座。从图5a的右侧看，鼠笼座近似呈现四瓣梅花形状，在搅拌物料时消除搅拌死角，进一步提高搅拌的均匀程度。本实施例中位于罐体左端的鼠笼座与位于罐体右端的鼠笼座的区别仅在于：位于罐体左端的鼠笼座内不再设置环状的第一进气通道、分支进气通道，其包括的柱状座凸出于罐体的端部通过传动机构与驱动电机60连接。
36.在本发明的其他实施例中，可以将四个连接座沿周向可拆卸地安装在过渡座的大端，采用分体式结构。
37.在本发明的其他实施例中，可以在柱状座的内部、过渡座或者连接座的壁体上分别铺设第一进气管、第二进气管，以作为第一进气通道、分支进气通道。
38.刮片为一个沿轴向中空的零件，具体包括多个围挡边，多个围挡边沿周向依次连接形成气腔，其中至少一个围挡边靠近罐体内壁、且该围挡边设置为与罐体弧度一致的弧状，出气孔设置在该围挡边上且朝向罐体内壁。请参阅图3，本实施例中刮片的截面近似呈三角形，具体包括第一围挡边2022、第二围挡边2023、第三围挡边2024，第一围挡边、第二围挡边、第三围挡边沿周向依次连接形成气腔2021；第二围挡边2023靠近罐体内壁、并设置为与罐体弧度一致的弧状，从而保证在刮片转动的过程中第二围挡边不会与罐体产生碰撞；第一出气孔20251设置于第二围挡边2023上并朝向罐体内壁，能够使热气或者冷气或者热蒸汽朝向罐体内壁的方向喷出，能够吹散、吹动搅拌过程中附着在罐体内壁上的物料，不但便于刮片刮料，而且便于后续的冲洗工艺。当然在本发明的其他实施例中，可调整围挡边的数量使刮片的截面呈现为其它形状，例如一个围挡边形成的圆形、两个围挡边形成的半圆形、四个围挡边形成的正方形或者菱形、五个围挡边形成的正五边形等。
39.更进一步的，为了增大气体与物料的接触面积，本实施例在第一围挡边、第三围挡边上设置多个第二出气孔20252，从第二出气孔进入罐体内部的气体从多个位置、多个角度与物料接触，提高发酵效果。
40.本实施例中多个刮片202沿周向间隔分布，每个刮片的轴线与罐体的轴线处于平行的状态，此状态下鼠式搅拌笼仅起到搅拌物料的作用。当然在本发明的其他实施例中，每个刮片的轴线与罐体的轴线处于相交状态，多个刮片沿周向呈现顺时针或逆时针走向，此状态下，鼠式搅拌笼不但具有搅拌物料的作用，同时借助多个刮片的螺旋走向，还具有推动物料由罐体左侧移动至罐体右侧、或者由罐体右侧移动至罐体左侧的作用，提高物料的发酵效果。
41.搅拌装置为螺带式搅拌器，包括搅拌轴301，搅拌轴的两端分别通过轴承安装在同侧的鼠笼座的柱状座2011内，搅拌轴凸出于鼠笼座的左端通过另一传动机构(例如链轮传动机构、带轮传动机构等)与驱动电机60连接；搅拌螺带302，搅拌螺带的多个凹底(即搅拌螺带上与搅拌轴距离最远的部位)与搅拌轴之间均设有一个沿径向延伸的加固杆303。本实施例中，搅拌螺带采用单螺带(如图1所示)，当然在本发明的其他实施例中，搅拌螺带可以
采用双螺带(如图6所示)。
42.更进一步的，本实施例中搅拌轴、加固杆均为轴向中空的零件，即搅拌轴内部设有沿轴向延伸的第二进气通道，加固杆的内部设有第二分支进气通道、其外壁设有多个第三出气孔3031；此时搅拌轴凸出于鼠笼座的右端通过第二旋转接头702与第二进气管连接，搅拌装置转动时热气或者冷气或者热蒸汽经由第二进气管、第二进气通道、第二分支进气通道、第三出气孔进入罐体内，从多个位置、多个角度与物料接触，进一步提高发酵效果。同时，第二进气通道通过另一电动三通阀分别与热气供应管路、冷气供应管路、热蒸汽供应管路连接。
43.更进一步的，搅拌螺带采用单螺带时，搅拌轴上还可以设置沿轴向分布并与搅拌螺带的多个凹底一一对应的多个搅拌棒，并且相邻两个搅拌棒的轴线呈垂直状态。
44.本实施例提出的卧式双模发酵罐用于食用菌发酵的工作过程为：启动驱动电机60，鼠式搅拌笼20、搅拌装置30转动；而后将物料经由进料口40添加至罐体10内，同时通过生产水喷洒管道501将热水送入罐体10内，进行充分搅拌，使物料迅速达到发酵启动条件；而后调整鼠式搅拌笼、搅拌装置的转速，同时热气经由两个旋转接头、相应的进气通道、分支进气通道后从刮片上的第一和第二出气孔、加固杆上的第三出气孔进入罐体10内，开始高温发酵；而后热蒸汽经由两个旋转接头、相应的进气通道、分支进气通道后从刮片上的第一和第二出气孔、加固杆上的第三出气孔进入罐体10内，开始高温杀菌；将罐体内的热气排出后，冷气经由两个旋转接头、相应的进气通道、分支进气通道后从刮片上的第一和第二出气孔、加固杆上的第三出气孔进入罐体10内，开始降温；降温完成后，通过菌种喷洒管道502将液体菌种均匀地播洒到物料中，开始发菌；菌丝健康成长后，打开出料口103，鼠式搅拌笼、搅拌装置重复如下循环：反转一段时间后再正转，将物料出净，同时空气经由第一旋转接头、进气通道、分支进气通道后从刮片上的第一出气孔朝罐体的内壁喷出，产生冲击气流辅助出料；最后通过清洗水喷洒管道503将清洗水送入罐体内，进行清洗，清洗完成后等待下一次作业。
45.所述卧式发酵罐用于有机肥发酵的工作过程与前述食用菌发酵的工作过程类似，在此不再重述。
46.此外，在本发明的其他实施例中，可将三个喷洒电磁阀、两个电动三通阀、驱动电机及相应的数据采集传感器(例如压力传感器、温度传感器、湿度传感器)分别与plc控制柜连接，实现前述工作过程的智能化。
47.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。