一种生物发酵系统的制作方法

本发明涉及生物发酵技术领域，特别是涉及一种生物发酵系统。

背景技术：

生物发酵工程是生物工程的一个重要组成部分，微生物利用碳水化合物发酵生产各种工业溶剂和化工原料，乙醇、丙酮-丁醇、丁醇-异丙醇、丙酮-乙醇、2，3-丁二醇和甘油发酵是微生物进行溶剂发酵的几种形式，在生物发酵过程中，需要用到生物发酵罐，其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒，但是传统的生物发酵罐在使用前，大都采用热蒸汽进行消毒，消毒效果不好，不利于生物发酵。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种生物发酵系统，以解决上述现有技术存在的问题，为生物发酵提供更加稳定的发酵环境，提高发酵效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种生物发酵系统，包括控制器、加压泵、生物发酵罐、设置于所述生物发酵罐外侧顶部的搅拌电机以及设置于所述生物发酵罐内部与所述搅拌电机通过减速器连接的搅拌器，所述加压泵和所述搅拌电机均与所述控制器电连接，所述加压泵与设置于所述生物发酵罐上侧的加压管之间通过导气管连接，所述生物发酵罐的内侧底部设有电加热片，所述生物发酵罐的上侧连通有进料管，所述生物发酵罐的下侧连通有排料管。

优选地，所述搅拌器包括搅拌轴、自上而下依次设置的第一搅拌支撑、第二搅拌支撑和搅拌棒，所述搅拌轴与所述减速器连接，所述第一搅拌支撑和所述第二搅拌支撑的中部均与所述搅拌轴转动连接，所述第一搅拌支撑和所述第二搅拌支撑的两端均与所述生物发酵罐的内壁固定连接，所述搅拌棒固定设置于所述搅拌轴的下侧。

优选地，所述搅拌电机和所述减速器之间以及所述减速器与所述搅拌轴之间均通过联轴器连接。

优选地，所述生物发酵罐的内部设有空气温度传感器、液位传感器、有氧传感器和发酵液温度传感器，所述空气温度传感器设置于所述生物发酵罐的内部上侧，所述液位传感器设置于所述生物发酵罐的内部侧壁上，所述有氧传感器和所述发酵液温度传感器分别设置于所述电加热片的一侧，所述空气温度传感器、所述液位传感器、所述有氧传感器和所述发酵液温度传感器均与所述控制器电连接。

优选地，所述生物发酵罐的外部设有冷却水箱，所述冷却水箱的内部成型有蓄水槽，所述冷却水箱的外壁上自下而上设有与所述蓄水槽连通的进水管和出水管，所述进水管上设有进水控制阀。所述加压管上设有加压控制阀，所述进料管上设有进料控制阀，所述排料管上设有排料控制阀。

优选地，所述进水控制阀、所述加压控制阀、所述进料控制阀和所述排料控制阀均与所述控制器电连接。

优选地，所述减速器通过减速支撑与所述生物发酵罐连接，所述生物发酵罐的外侧上部设有压力表，所述生物发酵罐的外侧下部均布有若干个发酵罐支撑。

优选地，所述生物发酵罐包括通过法兰密封连接的顶盖和罐体。

优选地，所述控制器上自上而下设有显示屏幕和操作按键。

优选地，所述加压泵设置在支撑底座上。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、通过设置加压泵和加压管，与电加热片配合，可以在使用生物发酵罐前，对生物发酵罐进行高压高温消毒处理，为生物发酵过程提供一个更加稳定的发酵环境。

2、通过设置空气温度传感器、有氧传感器以及发酵液温度传感器，可以实时的检测生物发酵罐内部空气以及发酵液的温度变化情况以及生物发酵罐内的氧气含量，便于对发酵条件进行合理调节。

3、通过设置第一搅拌支撑和第二搅拌支撑，可以为搅拌轴上搅拌棒的搅拌工作提供稳定支撑，确保对发酵液搅拌过程的平稳性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明生物发酵系统的结构示意图；

图2为本发明生物发酵系统中生物发酵罐的内部结构示意图；

图3为本发明生物发酵系统中冷却水箱的结构示意图；

图4为本发明生物发酵系统中控制器的电路框图；

其中：1-发酵罐支撑，2-罐体，3-顶盖，4-冷却箱体，5-减速支撑，6-减速器，7-搅拌电机，8-进料管，9-进料控制阀，10-加压管，11-加压控制阀，12-进水管，13-进水控制阀，14-出水管，15-排料管，16-排料控制阀，17-压力表，18-支撑底座，19-加压泵，20-导气管，21-控制器，22-显示屏幕，23-操作按键，24-搅拌轴，25-第一搅拌支撑，26-第二搅拌支撑，27-密封圈，28-液位传感器，29-搅拌棒，30-空气温度传感器，31-发酵液温度传感器，32-有氧传感器，33-电加热片，34-蓄水槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”和“右”指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位和位置关系，仅仅是为了方便描述的结构和操作方式，而不是指示或者暗示所指的部分必须具有特定的方位、以特定的方位操作，因而不能理解为对本发明的限制。

本发明的目的是提供一种生物发酵系统，以解决现有技术存在的问题，为生物发酵提供更加稳定的发酵环境，提高发酵效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图4所示：本实施例提供了一种生物发酵系统，包括控制器21、加压泵19、生物发酵罐、设置于生物发酵罐外侧顶部的搅拌电机7以及设置于生物发酵罐内部与搅拌电机7通过减速器6连接的搅拌器。搅拌电机7为搅拌轴24的上搅拌棒29的搅拌工作提供动力，搅拌电机7的型号优选为yx3-80m2-4。控制器21侧壁上设置有显示屏幕22，显示屏幕22用来显示发酵液的温度、氧气含量以及液位高度，显示屏幕22下方设置有操作按键23。加压泵19和搅拌电机7均与控制器21电连接，加压泵19通过支撑底座18设置于地面上，加压泵19用来对生物发酵罐进行加压消毒，加压泵19的型号优选为cdlf12-20，控制器21的型号优选为mam-330。加压泵19与设置于生物发酵罐上侧的加压管10之间通过导气管20连接，生物发酵罐的内侧底部设有电加热片33，电加热片33用来对发酵液进行加热。生物发酵罐的上侧连通有进料管8，生物发酵罐的下侧连通有排料管15，排料管15用来排出发酵完成的发酵液。加压管10上通过螺纹连接有加压控制阀11，加压控制阀11的型号优选为wj41f-16dn15。进料管8上通过螺纹连接有进料控制阀9。排料管15上通过螺纹连接有排料控制阀16，排料控制阀16的型号优选为wj41f-16dn15。进水控制阀13、加压控制阀11、进料控制阀9和排料控制阀16均与控制器21电连接。减速器6通过减速支撑5与生物发酵罐连接，生物发酵罐的外侧上部设有压力表17，压力表17用来检测生物发酵罐内部的压力。生物发酵罐的外侧下部均布焊接有若干个发酵罐支撑1，发酵罐支撑1的数量优选为三个。

搅拌器包括搅拌轴24、自上而下依次设置的第一搅拌支撑25、第二搅拌支撑26和搅拌棒29。搅拌轴24与减速器6连接，第一搅拌支撑25和第二搅拌支撑26的中部均与搅拌轴24转动连接，第一搅拌支撑25和第二搅拌支撑26的两端均固定于生物发酵罐的内壁上，搅拌棒29固定设置于搅拌轴24的下侧。第一搅拌支撑25和第二搅拌支撑26为搅拌轴24的转动提供稳定的支撑力。搅拌电机7和减速器6之间以及减速器6与搅拌轴24之间均优选为通过联轴器连接。

生物发酵罐的内部还设有空气温度传感器30、液位传感器28、有氧传感器32和发酵液温度传感器31。空气温度传感器30、液位传感器28、有氧传感器32和发酵液温度传感器31均与控制器21电连接。空气温度传感器30设置于生物发酵罐的内部上侧，空气温度传感器30用来检测生物发酵罐内空气的温度。液位传感器28设置于生物发酵罐的内部侧壁上，液位传感器28用来检测发酵液的液位高度。有氧传感器32和发酵液温度传感器31分别设置于电加热片33的一侧，有氧传感器32用来检测发酵液中氧气的含量，发酵液温度传感器31用来检测发酵液的温度。

生物发酵罐包括通过法兰密封连接的顶盖3和罐体2。顶盖3和罐体2之间设有密封圈27，密封圈27起到密封的作用，密封圈27通过卡压的方式与顶盖3和罐体2连接。加压管10、压力表17、进料管8以及减速支撑5均设置于顶盖3的外部。具体地，加压管10、进料管8以及减速支撑5均优选为与顶盖3焊接连接，压力表17与顶盖3优选为通过卡箍连接。压力表17的型号优选为ye-100。空气温度传感器30优选为通过螺钉固定于顶盖3的内部，空气温度传感,30的型号优选为mf53-103。电加热片33、液位传感器28、有氧传感器32和发酵液温度传感器31均优选为通过螺栓固定于罐体2的内部。有氧传感器32的型号优选为sg272，发酵液温度传感器31的型号优选为pct200，液位传感器28的型号优选为mik-p260。

生物发酵罐的外部设有冷却水箱4，冷却水箱4的内部成型有蓄水槽34，冷却水箱4的外壁上自下而上设有与蓄水槽34连通的进水管12和出水管14，进水管12和出水管14均与冷却水箱4焊接连接。进水管12上通过螺纹连接有进水控制阀13，进水控制阀13可以控制冷却箱体4内部的蓄水槽34中进入水的含量，进而控制生物发酵罐的冷却速率，从而实现对生物发酵罐进行降温，进水控制阀13的型号优选为wj41f-16dn15。

本实施例中的生物发酵系统的工作原理如下：使用时，首先将外部电源与控制器21连接，将进水管12与外部冷却水源连接，将出水管14与外部水源收集装置连接，在进行生物发酵前，先通过控制器21打开加压泵19以及电加热片33工作，对生物发酵罐内部进行高压高温消毒处理，然后通过控制器21打开进水控制阀13，对生物发酵罐进行降温，可以提高生物发酵罐的冷却效率，便于对生物发酵罐温度的控制，空气温度传感器30可以实时的检测生物发酵罐内部的温度，当达到微生物发酵的温度时，通过控制器21控制进水控制阀13关闭，停止冷却，然后将微生物发酵的原料通过进料管8加入到生物发酵罐内部，发酵液温度传感器31可以实时监测发酵液的温度变化情况，液位传感器28可以实时的检测发酵液的液位高度，有氧传感器32可以实时的检测发酵液内部的氧气含量，然后通过控制器21上的显示屏幕22将发酵液的温度、氧气含量以及液位高度显示出来，方便直观，同时，可以通过控制器21打开搅拌电机7启动，经过减速器6的减速后，将动力传递给搅拌轴24，搅拌轴24带动搅拌棒29转动，对发酵液进行搅拌，可以提高发酵液中氧气的溶解率，从而提升生物发酵速率，第一搅拌支撑25和第二搅拌支撑26可以为搅拌轴24的工作提供一个稳定的支撑力，保证搅拌的均匀性，发酵后的发酵液可以通过排料管15排出到外边，方便实用。

本实施例中的生物发酵系统通过设置加压泵19和加压管10，与电加热片33配合，可以在使用生物发酵罐前，对生物发酵罐进行高压高温消毒处理，为生物发酵过程提供一个更加稳定的发酵环境；通过设置空气温度传感器30、有氧传感器32以及发酵液温度传感器33，可以实时的检测生物发酵罐内部空气以及发酵液的温度变化情况以及生物发酵罐内的氧气含量，便于对发酵条件进行合理调节；通过设置第一搅拌支撑25和第二搅拌支撑26，可以为搅拌轴22上搅拌棒29的搅拌工作提供稳定支撑，确保对发酵液搅拌过程的平稳性。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。