发酵罐的制作方法

本实用新型涉及发酵设备领域，特别涉及一种发酵罐。

背景技术：

微生物菌剂是指目标微生物经过工业化生产扩繁后，利用多孔的物质作为吸附剂，吸附菌体的发酵液加工制成的活菌制剂。微生物菌剂的一般生产流程环节包括菌种、种子扩培、发酵培养、后处理、包装、产品质量检验、出厂。其中，发酵培养是微生物菌剂制备流程中非常重要的一个环节，而微生物的发酵过程一般在发酵罐内进行。在发酵过程中，温度对发酵有着非常大的影响，温度会影响各种酶反应的速率，改变菌种代谢产物的合成方向，影响微生物的代谢调控机制，影响发酵液的理化性质，进而影响发酵的动力学特性和产物的生物合成。

因此，在发酵过程中，必须维持发酵罐在适当的温度下。而目前最普遍的做法是，如图1所示，在发酵罐的罐体100内安装一只温度计，工作人员每间隔一段时间通过视镜111观察温度计上所显示的温度，当发现温度高于发酵温度时，工作人员则通过注水口112把自来水注入发酵罐以降低发酵罐内的温度；当发现温度低于发酵温度时，工作人员则通过注水口112把温水注入发酵罐内以升高发酵罐内的温度。这样的温度控制方式，难以掌握发酵罐内准确的温度变化，因此，还存在较大的改进空间。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种发酵罐，具有自动调节温度的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种发酵罐，包括罐体和媒介进入管，所述媒介进入管内输送有媒介，所述媒介包括热媒介和冷媒介，所述罐体上安装有温度控制电路，所述温度控制电路包括温度检测装置、温度比较装置、控制装置和执行装置；

温度检测装置，安装于所述罐体上以用于检测所述罐体的温度并将温度值转化为温度检测信号输出；

温度比较装置，设置有温度上限信号和温度下限信号，所述温度比较装置耦接于所述温度检测装置以接收所述温度检测信号并分别与所述温度上限信号和所述温度下限信号进行比较；当所述温度检测信号低于所述温度下限信号，所述温度比较装置输出低温比较信号；当所述温度检测信号高于所述温度上限信号，所述温度比较装置输出高温比较信号；

控制装置，耦接于所述温度比较装置以接收所述温度比较装置所输出的信号，当所述控制装置接收到所述低温比较信号，所述控制装置输出升温控制信号；当所述控制装置接收到所述高温比较信号，所述控制装置输出降温控制信号；

执行装置，耦接于所述控制装置以接收所述控制装置所输出的信号，当所述执行装置接收到升温控制信号，所述执行装置开启媒介进入管进行热媒介的输送；当所述执行装置接收到降温控制信号，所述执行装置开启媒介进入管进行冷媒介的输送。

采用上述方案，温度检测装置对罐体温度进行实时监测并将检测到的温度值转化为温度检测信号输出至设有温度上限信号和温度下限信号的温度比较装置，温度比较装置分别将温度检测信号与温度上限信号、温度下限信号进行比较，当温度检测信号低于温度下限信号时，温度比较装置输出低温比较信号至控制装置，控制装置响应于低温比较信号输出升温控制信号至执行装置，执行装置响应于升温控制信号开启媒介进入管进行热媒介的输送；

当温度检测信号高于温度上限信号时，温度比较装置输出高温比较信号至控制装置，控制装置响应于高温比较信号输出降温控制信号，执行装置响应于降温控制信号开启媒介进入管进行冷媒介的输送；

通过上述过程，温度控制电路实现了对发酵罐的温度的实时监控以及温度的自动调节能力，提高了对发酵罐的温度掌控的准确性，使得发酵罐尽可能的保持在发酵所需要的适宜温度范围内。

作为优选，所述温度比较装置包括设有温度上限信号的高温比较部和设有温度下限信号的低温比较部；

所述高温比较部耦接于所述温度检测装置以接收温度检测信号并与温度上限信号进行比较，当所述温度检测信号高于所述温度上限信号，所述高温比较部输出高温比较信号至所述控制装置；

所述低温比较部耦接于所述温度检测装置以接收温度检测信号并与温度下限信号进行比较，当所述温度检测信号低于所述温度下限信号，所述低温比较部输出低温比较信号至所述控制装置。

采用上述方案，一般微生物发酵所需要的适宜温度为一个温度范围，因此低温比较部设有的温度下限信号对应的即为最低适宜温度，高温比较部设有的温度上限信号对应的即为最高适宜温度，当温度检测装置检测到的温度低于最低适宜温度时，低温比较部即输出低温比较信号至控制装置；当温度检测装置检测到的温度高于最高适宜温度时，高温比较部即输出高温比较信号至控制装置；

通过上述过程，把发酵罐的温度尽量控制在适宜温度范围之内，从而提高微生物发酵的产量和质量。

作为优选，所述控制装置包括降温控制部和升温控制部；

降温控制部，耦接于所述高温比较部以接收高温比较信号并输出降温控制信号至所述执行装置；

升温控制部，耦接于所述低温比较部以接收低温比较信号并输出升温控制信号至所述执行装置。

采用上述方案，当高温比较部通过比较温度检测信号和温度上限信号输出高温比较信号时，降温控制部接收高温比较信号并输出降温控制信号至执行模块以控制执行模块进行降温处理；当低温比较部通过比较温度检测信号和温度下限信号输出低温比较信号时，升温控制部接收低温比较信号并输出升温控制信号至执行模块以控制执行模块进行升温处理；

通过上述过程，在发酵罐的温度过低时，则对发酵罐进行升温处理，在发酵罐的温度过高时，则对发酵罐进行降温处理，使得发酵罐尽量保持在适宜的温度范围内，从而提高微生物发酵的产量和质量。

作为优选，所述执行装置包括降温执行部和升温执行部；

降温执行部，耦接于所述降温控制部以接收降温控制信号并开启媒介进入管进行冷媒介的输送；

升温执行部，耦接于所述升温控制部以接收升温控制信号并开启媒介进入管进行热媒介的输送。

采用上述方案，当降温执行部接收到降温控制部输出的降温控制信号时，降温执行部开启媒介进入管进行冷媒介的输送；当升温执行部接收到升温控制部输出的升温控制信号时，升温执行部开启媒介进入管进行热媒介的输送；

通过上述过程，在发酵罐温度过低时，通过媒介进入管输送热媒介来实现升温的目的，在发酵罐温度过高时，通过媒介进入管输送冷媒介来实现降温的目的，使得发酵罐尽量保持在适宜的温度范围内，从而提高微生物发酵的产量和质量。

作为优选，所述罐体的外壁套设有套体以形成夹套，所述媒介进入管连通于所述夹套。

采用上述方案，在罐体的外壁套设有套体以形成夹套且夹套与媒介进入管相连通，这样一来，通过向夹套内注入媒介使得罐体整体浸润在媒介内，并且通过罐体外壁实现罐体外媒介与罐体内空气的热传导，使得罐体内各处的温度基本保持一致且温度尽量保持在适宜的温度范围内，从而提高微生物发酵的产量和质量。

作为优选，所述温度检测装置安装于所述罐体的内壁上。

采用上述方案，把温度检测装置安装在罐体的内壁上，以提高对罐体内温度检测的准确度，从而更精确的引导对罐体内的温度的调节，以使罐体内的温度尽量保持在适宜的温度范围内，从而提高微生物发酵的产量和质量。

作为优选，所述温度检测装置包括温度传感器，所述罐体的内壁上安装有若干所述温度传感器。

采用上述方案，安装有若干温度传感器以实现对罐体内不同位置的温度的检测，从而提高对罐体内温度的检测的准确度，进而更精确的引导对罐体内的温度的调节，以使罐体内的温度尽量保持在适宜的温度范围内，从而提高微生物发酵的产量和质量。

作为优选，若干所述温度传感器围绕所述罐体的内壁等间距安装。

采用上述方案，若干温度传感器围绕罐体的内壁等间距安装，以实现对罐体内温度的多方位检测，从而提高对罐体内温度的检测的准确度，进而更精确的引导对罐体内的温度的调节，以使罐体内的温度尽量保持在适宜的温度范围内，从而提高微生物发酵的产量和质量。

作为优选，所述媒介进入管包括热媒介进入管和冷媒介进入管。

采用上述方案，媒介管包括热媒介进入管和冷媒介进入管，热媒介进入管输送热媒介，冷媒介进入管输送冷媒介，当罐体内温度过低时，则打开热媒介进入管使热媒介流经热媒介进入管流入夹套内并与夹套内原有的媒介混合并进行热交换，从而实现升温的目的；当罐体内温度过高时，则打开冷媒介进入管使冷媒介流经冷媒介进入管进入夹套内并与夹套内原有的媒介混合并进行热交换，从而实现降温的目的；

通过上述过程，使得夹套内的媒介以及罐体温度尽量保持在适宜的温度范围内，从而提高微生物发酵的产量和质量。

作为优选，所述热媒介进入管上设有用于控制所述热媒介流入所述夹套的第一电磁阀，所述冷媒介进入管上设有用于控制所述冷媒介流入所述夹套的第二电磁阀。

采用上述方案，在热媒介进入管上设有第一电磁阀，在冷媒介进入管上设有第二电磁阀，当罐体温度过低时，则打开第一电磁阀，使得热媒介流入夹套内，当罐体温度过高时，则打开第二电磁阀，使得冷媒介流入夹套内，当罐体温度适宜时，则关闭第一电磁阀和第二电磁阀，从而实现对罐体温度的调节，以使罐体温度尽量保持在适宜的温度范围内，进而提高微生物发酵的产量和质量。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过发酵罐上安装有的温度控制电路，实现了对发酵罐的温的实时检测，当检测到发酵罐的温度过低时，则打开热媒介进入管输送热媒介进入夹套内，当检测到发酵罐的温度过高时，则打开冷媒介进入管输送冷媒介进入夹套内，从而实现对发酵罐温度的自动调节。

2.通过在罐体的外壁上套设有套体以形成夹套，并将媒介注入夹套内，使得罐体整体浸润在媒介当中以使罐体整体受热均匀，从而使得罐体内各处的温度基本保持一致。

附图说明

图1为现有发酵罐的结构示意图；

图2为本实施例的结构示意图；

图3为图2中A-A的剖视图；

图4为温度控制电路的电路连接图。

图中：100、罐体；101、媒介进入管；1011、热媒介进入管；1012、冷媒介进入管；103、整流稳压装置；104、温度检测装置；1041、温度传感器；105、温度比较装置；106、控制装置；107、执行装置；108、夹套；109、第一电磁阀；110、第二电磁阀；111、视镜；112、注水口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

本实施例公开的一种发酵罐，如图2至图3所示，包括罐体100、夹套108、媒介进入管101和排出管，媒介进入管101与夹套108连通。媒介进入管101包括热媒介进入管1011和冷媒介进入管1012，这里的热媒介采用恒温水，热媒介进入管1011连通有恒温储水箱以提供恒温水，冷媒介采用自来水；热媒介进入管1011上设有用于开启热媒介进入管1011以把恒温水输送到夹套108内的第一电磁阀109，冷媒介进入管1012上设有用于开启冷媒介进入管1012以把自来水输送入夹套108内的第二电磁阀110。

如图4所示，发酵罐上安装有温度控制电路，温度控制电路包括整流稳压装置103、温度检测装置104、温度比较装置105、控制装置106和执行装置107，其中，温度比较装置105包括设有温度上限信号的高温比较部和设有温度下限信号的低温比较部，控制装置106包括降温控制部和升温控制部，执行装置107包括降温执行部和升温执行部。

如图3所示，温度检测装置104包括温度传感器1041，罐体100的内壁上安装有若干温度传感器1041，优选为围绕罐体100的内壁圆周等间距安装多个温度传感器1041；温度检测装置104用于检测罐体100内的温度值并转化为温度检测信号；如图4所示，高温比较部耦接于温度检测装置104以接收温度检测信号并与温度上限信号进行比较，当温度检测信号高于温度上限信号，高温比较部输出高温比较信号，低温比较部耦接于温度检测装置以接收温度检测信号，当温度检测信号低于温度下限信号时，低温比较部输出低温比较信号；

如图4所示，降温控制部耦接于高温比较部以接收高温比较信号并响应于高温比较信号输出降温控制信号，升温控制部耦接于低温比较部以接收低温比较信号并响应于低温比较信号输出升温控制信号；降温执行部耦接于降温控制部以接收降温控制信号并响应于降温控制信号开启冷媒介进入管1012把自来水输送到夹套108内，升温执行部耦接于升温控制部以接收升温控制信号并响应于升温控制信号开启热媒介进入管1011把恒温水输送到夹套108内。

如图4所示，整流稳压装置103包括开关S1、变压器T、整流桥堆UR、稳压管IC2、电容器C1和电容器C2；其中，开关S1采用按压式开关，稳压管IC2采用LM7812；温度检测装置104包括温度传感器1041和电阻R1，这里的温度传感器采用负温度系数热敏电阻RT；低温比较部包括电位器Rp1、电阻R2、电阻R3和运算放大器N1，高温比较部包括电位器RP2、电阻R4、电阻R5和运算放大器N2，运算放大器N1和运算放大器N2采用运放集成电路IC1，运放集成电路IC1采用四运放集成电路LM324；升温控制部包括继电器KM1的线圈、续流二极管VD1、电阻R6和三极管VT1,降温控制部包括继电器KM2的线圈、续流二极管VD2、电阻R7和三极管VT2；升温执行部包括第一电磁阀YV1和继电器KM1的常开触点K1，降温执行部包括第二电磁阀YV2和继电器KM2的常开触点K2。

如图4所示，开关S1的一端耦接于交流电，另一端耦接于变压器T的一次侧，变压器T的二次侧耦接于整流桥堆UR的输入端，整流桥堆UR的正输出端耦接于稳压管IC2的输入端，整流桥堆UR的负输出端接地，稳压管IC2的输出端耦接于负温度系数热敏电阻RT的一端，电容器C1的一端耦接于稳压管IC1的输入端，电容器C1的另一端接地，电容器C2的一端耦接于稳压管IC1的输出端，电容器C2的另一端接地。

如图4所示，负温度系数热敏电阻RT的一端耦接于稳压管IC2的输出端，热敏电阻RT的另一端耦接于电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地。

如图4所示，电阻R2的一端耦接于稳压管IC2的输出端，电阻R2的另一端耦接于电阻R3的一端，电阻R3的另一端耦接于电位器Rp1的一端，电阻Rp1的另一端接地，运算放大器N1的正相输入端耦接于电阻R2和电阻R3之间，运算放大器N1的反相输入端耦接于热敏电阻RT和电阻R1之间。

如图4所示，电位器Rp2的一端耦接于稳压管IC2的输出端，电位器Rp2的另一端耦接于电阻R4的一端，电阻R4的另一端耦接于电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地，运算放大器N2的正相输入端耦接于负温度系数热敏电阻RT和电阻R1之间，运算放大器N2的反相输入端耦接于电阻R4和电阻R5之间。

如图4所示，电阻R6的一端耦接于运算放大器N1的输出端，电阻R6的另一端耦接于三极管VT1的基极，三极管VT1的集电极耦接于继电器KM1的线圈的一端，三极管VT1的发射极接地，继电器KM1的线圈的另一端耦接于稳压管IC2的输出端，续流二极管VD1反向并联于继电器KM1的线圈。

如图4所示，电阻R7的一端耦接于运算放大器N2的输出端，电阻R7的另一端耦接于三极管VT2的基极，三极管VT2的集电极耦接于继电器KM2的线圈的一端，三极管VT2的发射极接地，继电器KM2的线圈的另一端耦接于稳压管IC2的输出端，续流二极管VD2反向并联于继电器KM2的线圈。

如图4所示，继电器KM1的常开触点K1的一端耦接于稳压管IC2的输出端，继电器KM1的常开触点K1的另一端耦接于第一电磁阀109的一端，第一电磁阀109的另一端接地，继电器KM2的常开触点K2的一端耦接于稳压管IC2的输出端，继电器KM2的常开触点K2的另一端耦接于第二电磁阀110的一端，第二电磁阀110的另一端接地。

工作过程：通过开启热媒介进入管1011往夹套108内注入恒温水以使罐体100处于微生物发酵所需要的适宜温度下，一般微生物发酵所需要的温度为一个适宜的温度范围，即具有一个最低适宜温度和一个最高适宜温度，调节电位器Rp1设定温度下限信号，温度下限信号所对应的就是最低适宜温度，调节电位器Rp2设定温度上限信号，温度上限信号所对应的就是最高适宜温度。

当罐体100内的温度下降时，负温度系数热敏电阻RT的阻值随着温度的降低而增大，此时，运算放大器N1的反相输入端的输入电压随着负温度系数热敏电阻RT的阻值增大而减小，当运算放大器N1的反相输入端的输入电压低于运算放大器N1的正相输入端的输入电压时，运算放大器N1的输出端输出高电平,三极管VT1导通，继电器KM1的线圈得到，常开触点K1吸合，第一电磁阀109得电开启，自来水流经冷媒介进入管1012流入夹套108内，与夹套108内原有的水混合并进行热交换以实现降温。

当罐体100内的温度升高时，负温度系数热敏电阻RT的阻值随着温度的升高而减小，此时，运算放大器N2的正相输入端的输入电压随着负温度系数热敏电阻RT的阻值减小而增大，当运算放大器N2的正相输入端的输入电压高于运算放大器N2的反相输入端的输入电压时，运算放大器N2的输出端输出高电平，三极管VT2导通，继电器KM2的线圈得电，常开触点K2吸合，第二电磁阀110得电开启，恒温水流经热媒介进入管1011流入夹套108内，与夹套108内原有的水混合并进行热交换以实现升温。

当罐体100内的温度处于最低适宜温度和最高适宜温度之间时，运算放大器N1的反相输入端的输入电压高于运算放大器N1的正相输入端的输入电压，运算放大器N1的输出端输出低电平，三极管VT1断开；同样，运算放大器N2的正相输入端的输入电压低于运算放大器N2的反相输入端的输入电压，运算放大器N2的输出端输出低电平，三极管VT2断开。

通过上述工作过程，使得罐体100内的温度尽量保持在微生物发酵所需要的适宜范围内，从而提高微生物发酵的产量和质量。