一种具有温度调节功能的发酵罐的制作方法

本发明涉及发酵罐，具体为一种具有温度调节功能的发酵罐。

背景技术：

1、发酵罐是用于进行微生物发酵过程的装置，广泛应用于生物工程、食品工业、制药业等领域，且发酵罐给发酵产物提供控制和优化微生物生长和代谢的环境，而发酵产物生产过程中需对其原料进行发酵操作，需通过发酵罐进行发酵。

2、现有技术中，发酵产物的发酵多通过发酵罐进行发酵操作，而发酵操作中通常会通过搅拌机构对发酵罐内部的原料进行搅动，来提高发酵产物的发酵的效率和发酵的效果，但搅动效果不佳，易造成发酵罐内部的原料附着至发酵罐内壁的现象，同时，发酵过程中会产生气体，易造成发酵罐内部的压力失衡，继而影响微生物的生长和代谢活性，导致产物质量下降，进而影响发酵过程的正常进行。

3、因此，本领域技术人员提供了一种具有温度调节功能的发酵罐，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有温度调节功能的发酵罐，解决搅动效果不佳，易造成发酵罐内部的原料附着至发酵罐内壁的现象，且发酵过程中会产生气体，易造成发酵罐内部的压力失衡的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有温度调节功能的发酵罐，包括发酵罐罐体，所述发酵罐罐体的一侧固定连接有进料管，所述发酵罐罐体的底端固定连接有出料管，所述出料管的外部安装有控制阀，所述发酵罐罐体的顶端固定连接有支撑座，所述支撑座的顶端固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出端固定连接有转动轴，所述转动轴的外部固定连接有多个搅拌杆，所述转动轴的外部固定连接有两个安装块，所述安装块的相背侧均转动连接有伸缩组件，所述伸缩组件的另一端转动连接有固定座，两个所述固定座的一侧固定连接有刷板，所述发酵罐罐体的底端固定连接有四个支撑柱，所述发酵罐罐体的外部安装有温度控制器。

3、优选的，所述转动轴的外部固定连接有驱动组件，所述驱动组件的一侧固定连接有圆轮板，所述圆轮板的一侧偏心处转动连接有转动板，所述转动板的另一端转动连接有活动板，所述活动板的另一端固定连接有活塞，所述发酵罐罐体的外部固定连接有固定盒，所述活塞的外部滑动连接在固定盒的内部，所述固定盒的顶端开设有出气口，所述活塞的内部安装有两个单向出气阀，所述固定盒的底端固定连接有进气管，所述进气管的另一端固定连接在发酵罐罐体的内部，所述进气管的内部安装有单向进气阀。

4、优选的，所述伸缩组件包括安装柱，所述安装柱的一端转动连接在安装块的一侧，所述安装柱的内部设置有弹簧，所述安装柱的内部滑动连接有限位块，所述限位块的一侧固定连接有活动柱，所述活动柱的另一端转动连接在固定座的内部，所述弹簧的一端固定连接在安装柱的内部一侧，所述弹簧的另一端固定连接在限位块的一侧。

5、优选的，所述驱动组件包括锥齿轮a，所述锥齿轮a的固定连接在转动轴的外部，所述支撑座的内部转动连接有转动柱，所述转动柱的一端固定连接有锥齿轮b，所述锥齿轮a和锥齿轮b为啮合连接。

6、一种具有温度调节功能的发酵罐温度控制系统，包括温度传感器模块、控制算法模块、执行器模块、控制器模块、用户界面模块；

7、所述温度传感器模块，用于测量环境的温度，并将其转化为电信号；

8、所述控制算法模块，根据传感器模块提供的温度数据，通过控制算法进行处理和判断，计算出控制信号；

9、所述执行器模块，根据控制算法模块计算得到的控制信号，执行相应的动作；

10、所述控制器模块，用于控制和管理温度控制系统的运行；

11、所述用户界面模块，提供给用户与温度控制系统进行交互的接口。

12、优选的，所述温度传感器模块包括温度感知单元、信号调理单元、数据转换单元、数据处理单元、数据接口单元；

13、所述温度感知单元，用于感知环境的温度；

14、所述信号调理单元，负责对温度感知单元获取的电信号进行调理和处理；

15、所述数据转换单元，将信号调理单元输出的模拟信号转换为数字信号；

16、所述数据处理单元，负责对数字信号进行处理和分析；

17、所述数据接口单元，将处理后的温度数据传输给控制算法模块或控制器模块。

18、优选的，所述控制算法模块包括反馈单元、控制计算单元、控制输出单元、控制参数调节单元；

19、所述反馈单元，负责获取温度传感器模块提供的温度数据，并作为反馈信号输入到控制算法中；

20、所述控制计算单元，负责根据反馈信号和设定值进行计算和判断；

21、所述控制输出单元，将控制计算单元计算得到的控制信号输出给执行器模块；

22、所述控制参数调节单元，用于调节和优化控制算法的参数。

23、优选的，所述执行器模块包括执行机构、信号转换单元、位置/状态反馈单元、保护单元；

24、所述执行机构，负责根据控制算法模块提供的控制信号，实施相应的动作来调节环境温度；

25、所述信号转换单元，负责将来自控制算法模块的控制信号进行适配和转换，来执行机构相匹配；

26、所述位置/状态反馈单元，用于实时获取执行机构的位置或状态信息，并将其反馈给控制算法模块；

27、所述保护单元，用于保护执行器模块和相关设备的安全性和可靠性。

28、优选的，所述控制器模块包括输入接口单元、控制算法单元、输出接口单元、电源管理单元、状态监测与故障诊断单元；

29、所述输入接口单元，负责接收外部输入信号；

30、所述控制算法单元，负责根据输入信号和系统状态进行计算和判断；

31、所述输出接口单元，负责将控制指令发送至执行器或其他外部设备；

32、所述电源管理单元，负责管理控制器的电源供应和电源管理功能；

33、所述状态监测与故障诊断单元，用于监测控制器的运行状态，并进行故障诊断和报警。

34、优选的，所述用户界面模块包括显示单元、输入单元、控制单元、状态显示单元、参数设置单元；

35、所述显示单元，负责显示用户界面的内容；

36、所述输入单元，用于接收用户的输入操作；

37、所述控制单元，负责处理用户的输入操作，并将其转化为相应的命令或指令，传递至控制器模块进行处理；

38、所述状态显示单元，用于显示系统的运行状态、故障信息或警告提示；

39、所述参数设置单元，允许用户对系统的参数进行设置和调整。

40、工作原理：将发酵产物通过进料管输送至发酵罐罐体中，启动伺服电机，伺服电机的输出端带动转动轴转动，转动轴转动时带动搅拌杆同步转动，继而对发酵罐罐体中的发酵产物进行搅动，同时，转动轴转动时带动安装块转动，安装块转动带动伸缩组件产生相同的运动趋势且同步转动，继而带动刷板沿发酵罐罐体的内壁转动，来刮除发酵罐罐体内壁上附着的原料；同时，伺服电机的输出端带动转动轴转动时，带动锥齿轮a同步转动，继而带动锥齿轮b转动，锥齿轮b转动带动转动柱转动，进而带动圆轮板进行转动，圆轮板转动时带动转动板转动，转动板转动时带动活动板转动，来拉动活塞沿着固定盒的内部上下往复运动，活塞向上移动时，固定盒内部呈现负压，继而在压强作用下顶开单向进气阀，此时发酵罐罐体中气体通过进气管输送至固定盒中，同理，活塞向下移动时，固定盒内部呈现高压，继而在压强作用下单向进气阀关闭，并顶开单向出气阀，固定盒内部的气体通过出气口输送至外界，继而实现发酵过程中发酵罐内部的压力恒定，提高微生物的生长和代谢活性，继而提高产物质量，保证发酵过程的正常进行；同时，通过温度控制系统，对进入发酵罐罐体中物料的温度进行实时监测并调节，继而能将物料直接压入发酵罐罐体的内部，实现快速补料，不易烫种，且物料输送过程中，管路全程密封，能有效控制染菌风险。

41、本发明提供了一种具有温度调节功能的发酵罐。具备以下有益效果：

42、1、本发明通过转动轴转动带动锥齿轮a转动，来带动锥齿轮b转动，继而带动圆轮板转动，并通过圆轮板带动转动板转动，来带动活塞沿固定盒内部上下往复运动，活塞向下移动时，固定盒内部呈现高压，继而在压强作用下单向进气阀关闭，并顶开单向出气阀，固定盒内部的气体通过出气口输送至外界，继而实现发酵过程中发酵罐内部的压力恒定，提高微生物的生长和代谢活性，继而提高产物质量，保证发酵过程的正常进行。

43、2、本发明通过温度控制系统中各模块间的相互配合下，实现对连消的物料通过温度调节完成时，可直接压入发酵罐罐体中，实现快速补料，且不易烫种，同时，连消过程，由于管路全程密封，可有效控制染菌的风险。

44、3、本发明通过伺服电机带动转动轴转动，转动轴转动时带动搅拌杆同步转动，继而对发酵罐罐体中的发酵产物进行搅动，同时，转动轴转动时带动刷板沿发酵罐罐体的内壁转动，来刮除发酵罐罐体内壁上附着的原料，实现提高原料的利用率，且减少原料的浪费，降低生成成本。