专利名称：养殖场用全自动微生物发酵箱及其使用方法
技术领域：
本发明专利涉及一种微生物发酵设备及其使用方法，具体地说是一种采用双向热风加热的适用于养殖场生产活性微生态制剂的新型全自动微生物发酵箱和使用这种发酵箱生产活性微生态制剂的方法。
背景技术：
活性微生物是目前市场上比较常见的微生物制剂，活性微生物常见领域包括污水处理，食品加工，发酵饲料，畜禽养殖，水产养殖，生物农药，生物有机肥等。其中，应用于食品和饲料行业的益生菌就是一种通过改善，平衡宿主的肠内菌群，从而对宿主起到有益作用的活性微生物。随着人们对畜禽产品的需求量大增，大规模的养殖技术逐渐占据了主流。狭小的空间内进行高密度的饲养，导致舍内空气污浊，排泄物横溢，温度高，湿度高，导致动物易生病，瘟疫的发生也越来越普遍。长期以来，人们都尝试在饲料中添加抗生素或者一些化学添加剂试图对抗影响畜禽生长甚至导致牲畜死亡的病源微生物，预防猪、鸡生病。抗生素的使用量和种类越来越多，抗药性问题越来越严重，抗生素残留也越来越多。此外，随着饲料添加物质的增多，这些物质对人类的身体健康和生态环境造成的潜在危害是无法估量的。十九世纪60年代，在中国曾经大力推广发酵饲料，70年代末至今，活性微生物养殖技术对中国养殖业有一定程度的影响。普通发酵饲料完全是一种随机天然发酵，容易受到温度、湿度、PH值的变化影响，发酵的微生物数量和种类也会发生巨大变化，生产出的饲料口感，气味或者颜色差异很大，发酵过程还可能产生有毒物质危害动物健康。而微生物发酵饲料用的发酵微生物和发酵的条件都是可控的，因此可以生产出质量稳定，安全可靠的发酵饲料。微生物发酵饲料养殖技术依据的核心理论是动物体内的微生态平衡。动物消化道的微生态平衡决定了动物的健康状况。正常情况下，肠道的细菌(有害菌，有益菌和中性菌)保持一定的平衡，维持正常的肠道消化吸收的功能。由于各种原因导致肠道的正常菌群发生改变时，就产生微生态失衡，进而导致各种疾病。通过饲喂微生物发酵饲料，饲料中的有益菌能够调节动物消化道的菌落平衡，维护动物正常的微生态环境，提高免疫力，从而抵御各种病害的发生。微生物发酵饲料具有多方面的优点能够生产出低抗生素甚至无抗生素残留的畜禽产品，保障食品安全，同时对生态环境又不造成伤害，已经有越来越多的养殖场开始选择微生物发酵饲料。活性微生物的应用范围非常广泛，在养殖场中最常用于发酵饲料，预防畜禽疾病， 水产养殖，维持水体健康，制作微生物农药，生产微生物有机肥，生产沼气等方面。活性微生物是现代农业不可或缺的生产资料。虽然微生物发酵饲料有诸多好处，但是仍然有一些限制因素阻碍着微生物发酵饲料的发展。目前，微生物发酵饲料的生产存在三个缺点一是生产发酵饲料用的菌种对发酵设施要求高，投资太大。进行微生物发酵需要较为严格的无菌条件，需要专门的微生物发酵设备，灭菌和包装设备等等，还要建造高标准的厂房，配备经过严格培训的微生物发酵操作人员，投资成本很高导致发酵饲料用的菌种价格较高。二是生产发酵饲料用的菌种发酵设备结构复杂，造价高。目前的发酵设备主要是微生物发酵罐，通常包括供水供气系统，灭菌系统，控温系统，搅拌系统以及输送系统等，构造复杂，生产流程复杂。另外，生产过程需要高温高压和无菌环境，因此能耗成本很高。一般的养殖场很难具备生产条件。三是用于微生物发酵饲料的菌种活性不高。由于微生物生存的条件较为苛刻，温度湿度不合适都会导致微生物活性的丧失。现在应用的微生态制剂多为粉剂，活菌数量有限，因此使用效果大打折扣。此外，将活菌制剂由液态干燥成易于运输和保存的粉剂本事是一个高能耗的过程，再加上运输成本，因此成本大幅度提升，经济效益不高。在微生物发酵过程中，最为重要的工艺之一是灭菌。微生物发酵生产中最常用的灭菌方法是热灭菌法，以沸水、蒸气和蒸气加压灭菌。蒸气加压灭菌效果最好，可用常压蒸气灭菌，也可在高压蒸气锅中(一般使用1千克/厘米2)灭菌，其蒸气温度可达121°c，能将耐热的芽孢在30分钟内全部杀死。但对某些易被高压破坏的物质，如某些糖或有机含氮化合物，宜在0.6千克/厘米2压力下(Il(TC)灭菌15 30分钟。在工厂生产中最常用的是流通蒸气灭菌法，利用直接加热的流通水蒸气杀灭微生物。巴氏灭菌法是乳品企业常用的一种灭菌方法，包括两种方式①低温长时间处理在61. 7 65°C下处理30分钟，采用这一方法处理牛奶，可杀死牛奶中各种生长型致病菌，灭菌效率可达97. 3 % 99. 9 %， 经消毒后残留的只是部分嗜热菌及耐热性菌以及芽孢等，但这些细菌多数是乳酸菌，乳酸菌不但对人无害反而有益健康；②高温短时间处理在71. 6°C或略高温度下处理15分钟。 其杀菌时间更短，工作效率更高。此法常用于乳品的灭菌，能够保存较多的营养物质。由于巴氏灭菌法仅采用较低的温度控制就能完成杀菌过程，且能保存较多的营养物质，因此，采用巴氏灭菌法需要的设备简单，能够进行自动控制，生产工艺容易掌握，能耗低，投资少，非常适用于养殖场微生物发酵生产中对物料进行灭菌。辐射灭菌法中最常用的紫外线杀菌就是通过紫外线的照射，破坏及改变微生物的 DNA(脱氧核糖核酸)结构，使细菌当即死亡或不能繁殖后代，达到杀菌的目的。真正具有杀菌作用的是UVC紫外线(波长100 275nm，又称为短波灭菌紫外线。)，因为C波段紫外线很易被生物体的DNA吸收，尤以253. 7nm左右的紫外线最佳。紫外线杀菌属于纯物理消毒方法，具有简单便捷、广谱高效、无二次污染、便于管理和实现自动化等优点。此外，目前市场上采用热风加热的发酵箱结构比较简单，多采用底部的电热管产生的热量向上自然对流供热，因此存在发酵箱内部温度差异大，温度分布不均勻等缺陷。当填塞较多物料时阻碍了热风的自然对流，更加剧了温度分布不均的状况，因此不能够满足实际发酵生产中对温度精确控制的要求。
发明内容
为了克服现有的微生物发酵用菌种价格高，活菌数量少，生产设备结构复杂，生产流程多，能耗高，投资大的不足，同时为了适应养殖场的实际生产环境，改善现有发酵箱加热不均，温度控制不精确的缺点。本专利提供一种采用双向热风加热的的新型全自动微生物发酵箱及其使用方法，适用于养殖场生产高活性微生态制剂。本专利解决技术问题所采用的技术方案本专利采用的结构包括所述的新型微生物发酵箱，涉及箱体、电源控制器、数字显示控温器、控温探头、数字显示时间控制器、报警装置、隔板、风扇、电热管、紫外杀菌灯、发酵架及分隔板组成。所述箱体可以为市场上立式或卧式展示柜的外形，例如长方体型。本专利所说的箱体至少分为三层，优选为三层，上层为操控层，设置有发酵箱所需要的电源控制器、数字显示控温器、数字显示时间控制器和报警装置。电源控制器控制发酵箱的电源开关；数字显示控温器显示发酵箱的实际温度和设置温度；数字显示时间控制器显示发酵时间和设置的时间；报警装置用于提示温度超过限定温度，计时结束或者发酵结束。中间层为发酵室，所述发酵室内设置有控温探头，所述的控温探头，与操控层的数字显示控温器连接。所述的发酵室的下面和内侧为加热层，发酵室与加热层之间设置有隔板。隔板上各设置有至少两个通风孔，通风孔内设置有风扇。加热层内设置有电热管，用于加热空气，提供热量。考虑到零部件的使用寿命，为了不影响发酵箱的正常工作，因此考虑添加相应的备用零部件，保障机器长时间运行。其他结构均按照现有技术工艺标准设置。本发明所述的发酵箱的使用方法在接通电源后，设定好微生物发酵所需要的温度和时间，所说的电热管开始升温，加热层内的温度开始上升，隔板上的风扇将加热层的热风从横向和纵向引入发酵室，并不停循环保证发酵室内的温度稳定、均勻。当发酵室内的温度达到设定要求时，数字显示控温器通过电源控制器切断发酵箱的加热电源。当发酵室内的温度低于设定要求时，数字显示控温器通过电源控制器开启发酵箱的加热电源继续加温，此过程循环多次直至到达设定的发酵时间，数字显示时间控制器计时结束，通过电源控制器切断发酵箱的加热电源同时报警装置响起提示发酵过程结束。本专利特征是采用双向热风加热，可以在多个方向上进行加热，例如在上下、前后、左右等对称方向上进行加热，优选的是在横向纵向两个方向进行加热；采用多个紫外灭菌灯。用于巴氏灭菌的热源为电加热管，热风加热，用于紫外灭菌的装置为紫外灭菌灯管。 巴氏灭菌法和紫外灭菌结合，灭菌和保温发酵过程自动完成。本发明所述的微生物发酵箱的优点整体结构简单，制作成本低廉，操作方便，横向纵向双方向热风加热升温迅速，热风循环效率高，温度稳定、精确、均勻；灭菌、发酵过程能够自动完成；根据菌种和发酵条件的不同可以生产多种微生物满足不同需求；多个功能元器件能够保障机器的长时间运行；能够适用于南北方地域一年四季进行稳定生产。本发明的有益效果是可以自动完成杀菌、发酵整个过程，结构简单，操作方便，制作成本低廉，使用范围广泛。微生物生产流程少，能耗低，成本低，活菌数量高，可生产活菌种类多样，非常适用于养殖场发酵生产高活性微生物。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的整体外观图。图2是本发明正面图。图3是本发明纵剖面构造图。附图标记列示如下1，箱体；2，数字显示控温器；3，数字显示时间控制器；4，电源控制器；5，报警装置；6，控温探头；7，紫外杀菌灯；8，风扇；9，隔板；10，电热管；11，发酵架；12，分隔板。
具体实施例方式参照附图1，图2和图3说明，结合实施例说明如下本发明所述的新型微生物发酵箱，涉及箱体1、电源控制器4、数字显示控温器2、控温探头6、数字显示时间控制器3、报警装置5、隔板9、风扇8、电热管10、紫外杀菌灯7、发酵架11及分隔板12。所述箱体1可以为市场上立式或卧式展示柜的外形。本发明所说的箱体分为三层，上层为操控层，设置有发酵箱所需要的电源控制器4、数字显示控温器2、数字显示时间控制器3和报警装置5。电源控制器4控制发酵箱的电源开关；数字显示控温器2显示发酵箱的实际温度和设置温度； 数字显示时间控制器3显示发酵时间和设置的时间；报警装置5用于提示温度超过限定温度，计时结束或者发酵结束。中间层为发酵室，所述发酵室内设置有控温探头6，所述的控温探头6与操控层的数字显示控温器2连接。所述的发酵室的下面和内侧为加热层，发酵室与加热层之间设置有隔板9。隔板上各设置有至少两个通风孔8，通风孔内设置有风扇8。 加热层内设置有电热管10，用于加热空气，提供热量。考虑到零部件的使用寿命，为了不影响发酵箱的正常工作，决定添加两套装置，保障机器长时间运行。其他结构均按照现有技术工艺标准设置。为了让人们更清楚的理解本发酵箱及其使用，现以发酵生产高活性地衣芽孢杆菌 (Bacilluslicheniformis)为例说明使用本发明所述的发酵箱的方法在发酵室中放入地衣芽孢杆菌用培养基后接通电源，设定好微生物发酵所需要的温度和时间，地衣芽孢杆菌的发酵温度为35°C，发酵时间为M小时。所说的电热管10开始升温，杀菌灯7开始工作，加热层内的温度开始上升，隔板9上的风扇8将加热层的热风从横向和纵向引入发酵室，并不停循环保证发酵室内的温度稳定、均勻。灭菌过程采用巴氏灭菌法和紫外灭菌结合方法，巴氏灭菌法温度设置为65士 1°C，灭菌时间为40分钟。考虑到液体有一定的厚度，中心温度升到设定温度需要一定时间，延时10分钟，灭菌时间从达到65°C开始计算。当发酵室内的温度达到设定要求65°C时，数字显示控温器2通过电源控制器4切断发酵箱的加热电源。当发酵室内的温度低于设定要求时，数字显示控温器2通过电源控制器4开启发酵箱的加热电源继续加温，此过程循环多次直至到达设定的发酵时间，数字显示时间控制器3计时结束， 加热装置10和紫外杀菌灯7自动停止工作，完成整个灭菌过程。灭菌工作完成后随即进入控温程序，为了将温度降至适宜接种微生物菌种的温度，温度设定为35°C，到达设定温度后报警装置5响起提示灭菌程序已完成。灭菌工作完成后，培养基温度已经降到适宜接种微生物菌种，此时需要接种微生物菌种，以接种地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)为例，按照4%的接种量将地衣芽孢杆菌菌种接种到培养基中，接种完成后发酵箱自动进入发酵程序，发酵温度设定为35°C，保温发酵时间M小时，保温时间结束后报警装置5响起提示整个发酵过程已完成。取出发酵好的地衣芽孢杆菌活菌菌液可以立即根据需要应用于畜禽饲养或者环保处理。根据菌种和发酵条件的不同可以更改发酵温度和发酵时间，可以生产出多种不同的高活性微生物。上述实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在本发明设计构思的前提下，任何对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已全部记入权利要求书中。
权利要求
1.新型微生物发酵箱，包括箱体(1)、操控层和发酵室，发酵室内设置有温控探头(6)， 其特征在于在发酵室的多侧上各有一个加热层，发酵室与加热层之间设置有隔板(9)，隔板上设置有通风孔(8)，通风孔内设置有风扇(8)。
2.根据权利要求1所述的新型微生物发酵箱，其特征在于箱体(1)为立式或者卧式。
3.根据权利要求1所述的新型微生物发酵箱，其特征在于发酵室内放有发酵架(11)和分隔板(12)。
4.根据权利要求1所述的新型微生物发酵箱，其特征在于加热层内设置有电热管 (10)。
5.根据权利要求1所述的新型微生物发酵箱，其特征在于操控层包括与温控探头(6) 连接的数字显示控温器O)。
6.根据权利要求5所述的新型微生物发酵箱，其特征在于操控层还包括电源控制器 G)、数字显示控温器O)、时钟显示控制器(3)以及报警装置(5)。
7.根据权利要求1所述的新型微生物发酵箱，其特征在于隔热板设置有至少两个风扇⑶。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的新型微生物发酵箱，其特征在于发酵室内设置有至少一根紫外杀菌灯(7)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的微生物发酵箱，其特征在于发酵箱的灭菌、发酵过程能够自动完成。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的微生物发酵箱，其特征在于发酵箱的灭菌方式采用巴氏灭菌法。
全文摘要
一种养殖场用新型双向热风加热全自动微生物发酵箱，包括箱体、电源控制器、数字显示控温器、控温探头、数字显示时间控制器、报警装置、隔板、风扇、电热管、紫外杀菌灯、发酵架及分隔板。采用横向纵向双方向热风加热，升温迅速，热风循环效率高，温度均匀。采用巴氏灭菌法和紫外灭菌结合，灭菌和发酵过程能够自动完成。至少两个紫外灭菌灯，横向纵向至少两套加热管和至少两个风扇等功能元器件能够保障机器长时间运行。本微生物发酵箱整体结构简单，制作成本低廉，操作方便，温度控制稳定精确，使用范围广范，微生物生产流程少，能耗低，成本低，活菌数量高，可生产活菌种类多样，非常适用于南北方地域养殖场一年四季发酵生产高活性微生物。
文档编号C12M1/00GK102199520SQ201010129100
公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月22日 优先权日2010年3月22日
发明者段云峰 申请人:段云峰