全自动智能控制发酵罐的制作方法

本实用新型涉及微生物发酵技术领域，具体为全自动智能控制发酵罐。

背景技术：

微生物发酵是指利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人们所需要的产物的过程。除了菌种本身的遗传特性外，发酵罐技术是影响微生物发酵生产水平的另一重要条件。应用发酵罐控制水分、温度、ph、含氧量等一系列培养条件，通过数量庞大且功能互补的多种微生物的分解代谢，最终降解大分子有机物形成腐殖质和小分子化合物。发酵工程的应用范围广泛，在医药工业、食品工业、能源工业、化学工业、农业等方面均有涉及，近年来在环境保护、生态修复等方面尤其重视。

现有的发酵罐是通过人为设定培养条件、人为判断发酵终点，没有发酵过程的反馈调节和异常报警，无法保证发酵过程的科学性和安全性，阻碍了微生物发酵应用于规模化工业化生产的发展。因此，设计全自动智能控制发酵罐是很有必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供全自动智能控制发酵罐，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：全自动智能控制发酵罐，包括罐体，所述罐体的一侧开设有观察窗，所述罐体的顶部开设有进料口，所述罐体的底部开设有出料口，所述罐体的一侧贯通设置有进油口，所述罐体的底部一侧设置有排污口，所述罐体的外部一侧通过焊接固定有耳式支座。

进一步的，所述罐体的顶部通过焊接固定有保护壳，所述保护壳的顶部安装有减速器，所述减速器的一侧设置有电机，所述减速器的输出轴通过连轴器连接有搅拌杆，所述搅拌杆的外部均匀分布有螺旋叶片。

进一步的，所述罐体的一侧环形分布有温度传感器接口、ph传感器接口、do传感器接口和传感器备用接口。

进一步的，所述罐体的底部呈圆周均匀设置有碱接口、酸接口、接种口、取样口和给水管口，所述罐体的一侧开设有电加热管安装槽。

进一步的，全自动智能控制发酵罐包括温度控制系统、ph在线检测与控制系统、do检测系统、转速控制系统、发酵过程控制系统和pid智能控制器，其特征在于：所述pid智能控制器与温度控制系统、ph在线检测与控制系统、do检测系统、转速控制系统、发酵过程控制系统均电性连接。

进一步的，所述温度控制系统包括温度传感器和不锈钢电加热管，所述不锈钢电加热管安装在电加热管安装槽内，所述温度传感器安装在温度传感器接口内，所述温度传感器与pid智能控制器的输入端电连接，所述不锈钢电加热管与pid智能控制器的输出端电连接。

进一步的，所述ph在线检测与控制系统包括ph传感器和蠕动泵，所述ph传感器与pid智能控制器的输入端电连接，所述蠕动泵通过管道连接碱接口和酸接口，所述蠕动泵与控制器的输出端电连接。

进一步的，所述do检测系统包括do传感器和报警灯，所述do传感器与pid智能控制器的输入端电连接，所述报警灯与pid智能控制器的输出端电连接。

进一步的，所述转速控制系统包括无级变频调速器，所述无级变频调速器与电机电连接，所述无级变频调速器与pid智能控制器电连接。

进一步的，所述发酵过程控制系统包括数据采集仪和显示器，所述数据采集仪的输入端与pid智能控制器电连接，所述数据采集仪的输出端与显示器电连接。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型，通过设置有智能控制系统，通过高精度传感器对发酵过程的监测，反馈调节发酵的培养条件，确定反应终点的最佳时机，整个过程实现自动化、智能化。此外，对于反应过程中的异常情况系统会及时报警，操作人员可根据问题来源迅速处理，确保发酵罐安全运行。应用物联网技术将发酵罐的参数、运行状态实时传输到pc端或移动终端，使得整个发酵过程可控、可视。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的整体正面剖视结构示意图；

图2是本实用新型的图1中a-a视角示意图；

图3是本实用新型的系统模块组成示意图；

图4是本实用新型的系统模块连接示意图；

图中：1、罐体；11、观察窗；12、耳式支座；21、出料口；22、进油口；23、进料口；31、电机；32、减速器；33、保护壳；34、搅拌杆；35、螺旋叶片；4、排污口；51、碱接口；52、酸接口；53、接种口；54、取样口；55、给水管口；61、温度传感器接口；62、ph传感器接口；63、do传感器接口；64、传感器备用接口；7、电加热管安装槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供技术方案：全自动智能控制发酵罐，包括罐体1，罐体1的一侧开设有观察窗11，罐体1的顶部开设有进料口23，罐体1的底部开设有出料口21，罐体1的一侧贯通设置有进油口22，罐体1的底部一侧设置有排污口4，罐体1的外部一侧通过焊接固定有耳式支座12；

罐体1的顶部通过焊接固定有保护壳33，保护壳33的顶部安装有减速器32，减速器32的一侧设置有电机31，减速器32的输出轴通过连轴器连接有搅拌杆34，搅拌杆34的外部均匀分布有螺旋叶片35，电机31的输出轴带动搅拌杆34转动，并通过螺旋叶片35使罐内进行搅拌，可将靠近罐体内壁和底部的物料向下和向罐体中部推送，使得罐体内的物料与微生物和氧气结合充分，提高发酵效率和质量；

罐体1的一侧环形分布有温度传感器接口61、ph传感器接口62、do传感器接口63和传感器备用接口64；

罐体1的底部呈圆周均匀设置有碱接口51、酸接口52、接种口53、取样口54和给水管口55，罐体1的一侧开设有电加热管安装槽7，碱接口51和酸接口52接酸液和碱液，用于调节酸碱度，接种口53和取样口54用于接种和取样；

全自动智能控制发酵罐包括温度控制系统、ph在线检测与控制系统、do检测系统、转速控制系统、发酵过程控制系统和pid智能控制器，其特征在于：pid智能控制器与温度控制系统、ph在线检测与控制系统、do检测系统、转速控制系统、发酵过程控制系统均电性连接，通过智能化的架构设计，在满足高产出、高效率同时，能够保证发酵的科学性，实现发酵过程的自动化、智能化；

温度控制系统包括温度传感器和不锈钢电加热管，不锈钢电加热管安装在电加热管安装槽7内，温度传感器安装在温度传感器接口61内，温度传感器与pid智能控制器的输入端电连接，不锈钢电加热管与pid智能控制器的输出端电连接，通过pt1000温度传感器将温度信号传输给pid智能控制器，pid智能控制器判断是否加热来控制不锈钢电加热管的通断电，pid智能控制器判断的温度可根据发酵过程所需温度进行设定，同时还可设定温度的上下限，当温度越过上下限后，pid智能控制器判断为故障并发出报警；

ph在线检测与控制系统包括ph传感器和蠕动泵，ph传感器与pid智能控制器的输入端电连接，蠕动泵通过管道连接碱接口51和酸接口52，蠕动泵与控制器的输出端电连接，pid智能控制器判断是否需要调节酸碱度来控制蠕动泵的通断电，pid智能控制器判断的ph可根据需要进行设定，同时还可设定ph的上下限，当ph越过上下限后，pid智能控制器判断为故障并发出报警；

do检测系统包括do传感器和报警灯，do传感器与pid智能控制器的输入端电连接，报警灯与pid智能控制器的输出端电连接，通过do传感器将溶解氧信号传输给pid智能控制器，在pid智能控制器中预先设定do的上下限，当do越过上下限后，pid智能控制器判断为故障并发出报警；

转速控制系统包括无级变频调速器，无级变频调速器与电机31电连接，无级变频调速器与pid智能控制器电连接，三相交流齿轮减速电机通过齿轮与上翻式螺旋桨叶连接，无级变频调速器通过控制三相交流齿轮减速电机的转速达到控制搅拌速度的目的；

发酵过程控制系统包括数据采集仪和显示器，数据采集仪的输入端与pid智能控制器电连接，数据采集仪的输出端与显示器电连接，pid智能控制器可接收传感器信号并对发酵罐的温度、ph值、do进行检测和控制；数据采集仪对温度、ph值、do等多种发酵数据均进行实时记录并通过显示器显示，显示方式有原始数据、趋势线和曲线图三种方式；

工作原理：当该发酵罐工作时，电机31的输出轴带动搅拌杆34转动，并通过螺旋叶片35使罐内进行搅拌，可将靠近罐体内壁和底部的物料向下和向罐体中部推送，使得罐体内的物料与微生物和氧气结合充分，提高发酵效率和质量；pid智能控制器可接收传感器信号并对发酵罐的温度、ph值、do进行检测和控制；数据采集仪对温度、ph值、do等多种发酵数据均进行实时记录并通过显示器显示，显示方式有原始数据、趋势线和曲线图三种方式；三相交流齿轮减速电机通过齿轮与上翻式螺旋桨叶连接，无级变频调速器通过控制三相交流齿轮减速电机的转速达到控制搅拌速度的目的；通过do传感器将溶解氧信号传输给pid智能控制器，在pid智能控制器中预先设定do的上下限，当do越过上下限后，pid智能控制器判断为故障并发出报警；pid智能控制器判断是否需要调节酸碱度来控制蠕动泵的通断电，pid智能控制器判断的ph可根据需要进行设定，同时还可设定ph的上下限，当ph越过上下限后，pid智能控制器判断为故障并发出报警；此种设计通过高精度传感器对发酵过程的监测，反馈调节发酵的培养条件，确定反应终点的最佳时机，整个过程实现自动化、智能化。此外，对于反应过程中的异常情况系统会及时报警，操作人员可根据问题来源迅速处理，确保发酵罐安全运行。应用物联网技术将发酵罐的参数、运行状态实时传输到pc端或移动终端，使得整个发酵过程可控、可视通过智能化的架构设计，在满足高产出、高效率同时，能够保证发酵的科学性，实现发酵过程的自动化、智能化。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。