具有温控模块的发酵罐的制作方法

本实用新型属于发酵设备领域，特别涉及一种具有温控模块的发酵罐。

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类所需要的产物(如酶、胰岛素、聚乳酸等产物)、活性或失活微生物菌株的过程。微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。影响微生物发酵的因素有很多，包括培养基的组成、灭菌情况、菌种质量、温度、ph等等。其中温度对微生物发酵影响巨大，主要表现在微生物细胞生长速率、生物合成方向、代谢产物、发酵液的物理性质等方面。因此需要较精确地控制发酵工艺的温度，以达到生产效率最优的效果。

现有的发酵罐一般为循环水加热，通过将循环水在罐体夹套循环流动，实现对罐体的恒温加热。但是，目前的加热设备升温较迅速但降温不够迅速，造成温度控制极其不稳定，从而让发酵罐环境温度调节发生误差而影响发酵物的发酵质量。因此，现有技术存在不足，需要对此进行改进。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种具有温控模块的发酵罐，所述发酵罐升温温和、降温迅速、温度控制准确。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种发酵罐，包括罐体和温控模块，所述温控模块包括夹套和热换板，所述夹套设置于所述罐体的外侧，所述夹套通过第一管道和第二管道分别与所述热换板的顶部和底部连接形成闭合回路。所述热换板的底部还设有蒸汽入口管道，所述热换板的顶部设有蒸汽出口管道。所述第一管道连通冷水出口管道，所述第二管道连通冷水入口管道，所述第一管道和所述冷水出口管道之间以及所述第二管道和所述冷水入口管道之间均设有气动阀。

加热时，蒸汽(可为工业蒸汽或纯蒸汽)加热所述热换板，夹套内介质(例如，水)通过管道进入热换板进行加热，再进入夹套形成内循环，全程蒸汽只经过热换板，并不进入夹套。降温时，冷水直接进入夹套降温，通过管道上的气动阀来分配管道内的介质走向。这种控温模式避免了蒸汽直接进夹套而带来的瞬间高温，升温温和，降温迅速，增加过程的可控性。

进一步地，所述罐体的底部外侧设有电动机，所述罐体内设有搅拌桨，所述电动机的输出轴与所述搅拌桨传动连接。

进一步地，所述罐体还设置有加料口和出料口，所述罐体的底部设置有支腿，用于支撑所述罐体。

进一步地，所述罐体内设有ph电极、溶氧电极、温度电极和消泡电极。所述ph电极用于监测发酵罐罐内的ph，所述溶氧电极用于监测发酵罐罐内的溶氧量，所述温度电极用于监测发酵罐罐内的温度，所述消泡电极用于感知发酵罐罐内泡沫的过量产生。发酵罐可通过上述各电极监测的测量值来对罐内培养体系的状态进行实时监测，并且通过电极-控制模块相互关联，可及时反馈调节罐内参数。例如：设定ph为7.0，实时监测值为6.8，此时会通过反馈信号给控制模块，启动补碱模块向放大罐内添加碱液调节ph，直至ph稳定达到7.0结束。

进一步地，所述蒸汽出口管道上设置有过滤器及阀门。

进一步地，所述冷水出口管道上设置有过滤器及阀门。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种具有温控模块的发酵罐，通过蒸汽加热热换板从而加热夹套内介质，全程蒸汽不进入夹套，降温时通过冷水直接进入夹套降温，这种控温模式避免了蒸汽直接进夹套而带来的瞬间高温，升温温和，降温迅速，增加过程的可控性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型所述具有温控模块的发酵罐的结构示意图。

附图标记说明:

罐体1

夹套2

热换板3

蒸汽入口管道4

蒸汽出口管道5

气动阀6

冷水出口管道7

冷水入口管道8

电动机9

搅拌桨10

加料口11

支腿12

ph电极13

溶氧电极14

温度电极15

消泡电极16

第一管道17

第二管道18

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型实施例。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式中的特征可以相互组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型实施例。

请参阅图1，本实用新型提供一种发酵罐，其包括罐体1和温控模块，所述温控模块包括夹套2和热换板3，所述夹套2设置于所述罐体1的外侧，所述夹套2通过第一管道17和第二管道18分别与热换板3的顶部和底部连接形成闭合回路。所述热换板3的底部还设有蒸汽入口管道4，所述热换板3的顶部设有蒸汽出口管道5。所述第一管道17连通冷水出口管道7，所述第二管道18连通冷水入口管道8。在所述第一管道17和所述冷水出口管道7之间以及所述第二管道18与所述冷水入口管道8之间还均设有气动阀6。

加热时，蒸汽(可为工业蒸汽或纯蒸汽)自蒸汽入口4进入热换板3并加热所述热换板3，加热后的蒸汽自蒸汽出口5流出热换板3。夹套2内介质(例如，水)通过管道进入热换板3进行加热，再重新回到夹套2形成内循环，全程蒸汽只经过热换板3，并不进入夹套2。降温时，通过气动阀6的作用，冷水自冷水入口管道8直接进入夹套2降温，然后自冷水出口管道7流出。其中，气动阀6用于控制管道内的介质走向，如，在加热时能够避免蒸汽进入夹套2。这种控温模式避免了蒸汽直接进夹套2而带来的瞬间高温，升温温和，降温迅速，增加温控过程的可控性。

罐体1的底部外侧设有电动机9，所述罐体内设有搅拌桨10，所述电动机9的输出轴与所述搅拌桨10传动连接。罐体1上还设有加料口11和出料口(图未标示)，所述罐体1的底部设置有支腿12，用于支撑所述罐体1。另外，所述蒸汽出口管道5上设置有过滤器及阀门(图未标示)，所述冷水出口管道7上设置有过滤器及阀门(图未标示)。

罐体1内设有ph电极13、溶氧电极14、温度电极15和消泡电极16所述ph电极13用于监测发酵罐罐内的ph，所述溶氧电极14用于监测发酵罐罐内的溶氧量，所述温度电极15用于监测发酵罐罐内的温度，所述消泡电极16用于感知发酵罐罐内泡沫的过量产生。发酵罐可通过各电极监测的测量值来对罐内培养体系的状态进行实时监测，并且通过电极-控制模块相互关联，可及时反馈调节罐内参数。例如：设定ph为7.0，实时监测值为6.8，此时会通过反馈信号给控制模块，启动补碱模块向放大罐内添加碱液调节ph，直至ph稳定达到7.0结束。

本实用新型提供的具有温控模块的发酵罐，通过蒸汽加热热换板从而加热夹套内介质，全程蒸汽不进入夹套，降温时通过冷水直接进入夹套降温，这种控温模式避免了蒸汽直接进夹套而带来的瞬间高温，升温温和，降温迅速，增加过程的可控性。

以上实施方式仅用以说明本实用新型实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型实施例的技术方案的精神和范围。