发酵罐通氧系统的制作方法

本实用新型属于食品加工设备技术领域，具体涉及一种发酵罐通氧系统。

背景技术：

发酵是我国传统悠久的食品加工方法，传统的发酵方法是在密封罐体中放入配方量的原料，在密闭环境中有氧或无氧发酵得到产品。传统发酵方法由于生产时间很长，并不适合于工业生产，因此在现有工业生产体系中需要引入发酵罐发酵系统。

发酵罐发酵系统的关键控制技术之一就是向发酵罐内通入预设量的无菌氧气，现有技术通常采用医疗用氧气供应系统进行氧气供给。该技术由于需要不停的更换氧气瓶，不仅成本极高、难以实现连续生产、氧气净度难以保障。而且每次更换氧气品都存在外界细菌入侵的问题，对生产环境要求极高、消毒过程复杂，不仅进一步增加了成本，而且效率低下。

技术实现要素：

本实用新型针对现有发酵罐供氧系统存在的：成本极高、难以实现连续生产的问题，提供了一种发酵罐通氧系统，包括：依次连通的鼓风机、紫外消毒装置、加热管段和温度控制管段。所述紫外消毒装置、加热管段和温度控制管段分别与控制器信号连接。

进一步的，所述温度控制管段包括2根以上依次连接的U型管。所述U型管外套设有降温系统，并在转向处设有第一电控三通阀，并通过所述第一电控三通阀与集气管连通。所述第一电控三通阀与控制器信号连接。所述U型管内部，沿气流方向在第一电控三通阀前设有第一温度感应器。所述第一温度感应器与控制器信号连接。最后一根U型管沿气流方向的管道末端通过第一电控阀与集气管连通。所述集气管沿气流方向的管道末端与外部发酵罐连通。

进一步的，所述鼓风机和紫外消毒装置之间设有过滤装置。所述过滤装置与内装有微孔滤膜。

进一步的，所述鼓风机、紫外消毒装置、过滤装置在相互连接的处设有对应的连接管道。所述连接管道的管壁外侧面上设有外螺纹。所述连接管道之间在接触面端设有密封胶垫。所述连接管道之间通过设有对应内螺纹的螺套连接。

进一步的，所述紫外消毒装置包括对向设置的控制部分和固定部分。所述控制部分与控制器信号连接。所述控制部分和固定部分之间安装有2根以上紫外消毒灯管。所述紫外消毒灯管外设有密闭的消毒腔。所述消毒腔通过进气管与鼓风机连通，并通过出气管与加热管段连通。

进一步的，所述加热管段包括螺旋形设置的通气管道。所述通气管道内设有第二温度控制器。所述第二温度控制器与控制器信号连接。所述通气管道外，套设有电加热装置。所述电加热装置与控制器信号连接。

进一步的，所述降温系统包括冷却水箱和套设在U型管外的冷却水管道。所述冷却水管道通过循环泵与冷却水箱连通。

进一步的，所述冷却水管道，沿水流方向，在冷却水流入冷却水箱的管段处，套设有密封外套。所述密封外套与冷却水管道外壁之间假设有空腔。所述鼓风机的进风端通过空腔与外界环境连通。

进一步的，所述集气管与外部发酵系统之间通过第二电控阀连通，所述第二电控阀与控制器信号连接。沿气流方向，在第二电控阀的下流端设有第一气压计。所述第一气压计与控制器信号连接。

进一步的，所述集气管沿气流方向，在第二电控阀的上流端设有缓冲装置。所述缓冲装置的进气端与集气管之间通过自力式调节阀连通。

进一步的，所述缓冲装置内设有第二气压计。所述第二气压计与控制器信号连接。所述缓冲装置的排气端通过第三电控阀与鼓风机的进气端连通。

本实用新型的工作过程为：首先控制器控制鼓风机抽取环境中的空气，并向系统内鼓入预设流速/压力的空气。进入系统内的空气首先通过紫外消毒装置进行杀菌消毒处理。之后进入加热管段，并在加热管段内内加热至预设温度，进行二次杀菌和促进臭氧分解。而后进入温度控制管段，并在降温系统的作用下实现空气温度的降低，通过设在温度控制管段内部的温度感应器控制各U型管上的第一电控三通阀或第一电控阀连通集气管，通过集气管向发酵罐系统内输入预设温度的无菌空气。

由于现在环境内颗粒物和漂浮物过多，为了减少该部分污染物对发酵罐系统内原料的污染，可以在鼓风机和紫外消毒装置之间加设过滤装置。通过过滤装置除去环境空气中的颗粒物和漂浮物，如加设微孔过滤膜还可以实现预除菌，进一步降低供氧系统的细菌生物量。

本实用新型至少具有以下优点之一：

1. 本实用新型抽取外界空气经过消毒处理后向发酵罐系统供应。不仅免除了更换医疗用氧气罐导致的成本提升、效率低下问题，而且实现了对发酵罐系统的连续氧气供应。

2. 本实用新型通过多级杀菌处理，供应的空气中细菌的生物量极低，可以保质保量的向发酵罐系统供应足量气体。

3. 本实用新型通过热交换系统，不仅降低了冷却水的冷却成本，而且通过向系统内鼓入热空气，也降低了加热管段的加热成本，系统总体实现了对内部产热的优化利用，节能减排效果较好。

附图说明

图1所示为本实用新型结构示意图。

图2所示为本实用新型紫外消毒装置结构示意图。

图3所示为本实用新型降温系统结构示意图。

图4所示为本实用新型缓冲装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种发酵罐通氧系统，如图1所示，包括：依次连通的鼓风机1、紫外消毒装置2、加热管段3和温度控制管段4。所述紫外消毒装置2、加热管段3和温度控制管段4分别与控制器信号连接。

所述加热管段3包括螺旋形设置的通气管道。所述通气管道内设有第二温度控制器。所述第二温度控制器与控制器信号连接。所述通气管道外，套设有电加热装置。所述电加热装置与控制器信号连接。

所述温度控制管段4包括3根依次连接的U型管405。所述U型管405外，套设有降温系统5，并在转向处设有第一电控三通阀401，并通过所述第一电控三通阀401与集气管404连通。所述第一电控三通阀401与控制器信号连接。所述U型管405内部，沿气流方向在第一电控三通阀401前设有第一温度感应器402。所述第一温度感应器402与控制器信号连接。最后一根U型管405沿气流方向的管道末端通过第一电控阀403与集气管404连通。所述集气管404沿气流方向的管道末端与外部发酵罐连通。

首先控制器控制鼓风机抽取环境中的空气，并向系统内鼓入预设流速/压力的空气。进入系统内的空气首先通过紫外消毒装置进行杀菌消毒处理。之后消毒后的空气进入加热管段，并在加热管段内内加热至预设温度，进行二次杀菌和促进臭氧分解。通过该设置，可以避免紫外消毒后的臭氧进入发酵罐系统中影响发酵菌的发酵工作。而后消毒后的空气进入温度控制管段，并在降温系统的作用下实现空气温度的降低，通过设在温度控制管段内部的温度感应器控制各U型管上的第一电控三通阀或第一电控阀连通集气管，通过集气管向发酵罐系统内输入预设温度的无菌空气。申请人经过研究发现，空气中的氧气含量已经能够满足发酵菌的发酵要求，而无需通入纯氧器。

抽取的外界空气经过消毒处理后向发酵罐系统供应。不仅免除了更换医疗用氧气罐导致的成本提升、效率低下问题，而且实现了对发酵罐系统的连续氧气供应。此外，经过紫外杀菌和高温杀菌后，本实用新型系统供应的空气中细菌的生物量极低，可以保质保量的向发酵罐系统供应足量气体。

实施例2

一种发酵罐通氧系统，如图1所示，包括：依次连通的鼓风机1、紫外消毒装置2、加热管段3和温度控制管段4。所述紫外消毒装置2、加热管段3和温度控制管段4分别与控制器信号连接。所述鼓风机1和紫外消毒装置2之间设有过滤装置。所述过滤装置与内装有微孔滤膜。所述鼓风机1、紫外消毒装置2、过滤装置在相互连接的处设有对应的连接管道。所述连接管道的管壁外侧面上设有外螺纹。所述连接管道之间在接触面端设有密封胶垫。所述连接管道之间通过设有对应内螺纹的螺套连接。其余结构与实施例1相同。

由于现在环境内颗粒物和漂浮物过多，为了减少该部分污染物对发酵罐系统内原料的污染，可以在鼓风机和紫外消毒装置之间加设过滤装置。通过该设置不能可以实现过滤装置的快装快卸，而且可以除去环境空气中的颗粒物和漂浮物，并实现预除菌，进一步降低供氧系统的细菌生物量。

实施例3

一种发酵罐通氧系统，如图1所示，包括：依次连通的鼓风机1、紫外消毒装置2、加热管段3和温度控制管段4。所述紫外消毒装置2、加热管段3和温度控制管段4分别与控制器信号连接。如图2所示，所述紫外消毒装置2包括对向设置的控制部分201和固定部分202。所述控制部分201与控制器信号连接。所述控制部分201和固定部分202之间安装有6根紫外消毒灯管204。所述紫外消毒灯管204外设有密闭的消毒腔203。所述消毒腔203通过进气管与鼓风机1连通。所述消毒腔203内设有与进气管对应的缓冲板205。所述消毒腔203通过出气管与加热管段3连通。其余结构与实施例1相同。空气进入消毒腔内后，由于消毒腔的缓冲作用而在消毒腔内降压减速，使得空气有更多的消毒时间，实现充分消毒作用。

实施例4

一种发酵罐通氧系统，如图1所示，包括：依次连通的鼓风机1、紫外消毒装置2、加热管段3和温度控制管段4。所述紫外消毒装置2、加热管段3和温度控制管段4分别与控制器信号连接。所述温度控制管段4包括3根依次连接的U型管405。所述U型管405外，套设有降温系统5，如图3所示，所述降温系统5包括冷却水箱502和套设在U型管405外的冷却水管道501。所述冷却水管道501通过循环泵503与冷却水箱502连通。所述冷却水管道501，沿水流方向，在冷却水流入冷却水箱502的管段处，套设有密封外套504。所述密封外套504与冷却水管道501外壁之间假设有空腔。所述鼓风机1的进风端通过空腔与外界环境连通。其余结构与实施例1相同。

由于本实用新型供应的空气需要经过高温端加热和降温段控制温度，因此通过上述设置可以在降温段将多余的热量利用起来，这样鼓风机鼓入系统的就是具有一定温度的空气，从而可以降低加热段的能耗。实现键能减排的技术目的。

实施例5

一种发酵罐通氧系统，包括：依次连通的鼓风机1、紫外消毒装置2、加热管段3和温度控制管段4。所述紫外消毒装置2、加热管段3和温度控制管段4分别与控制器信号连接。所述温度控制管段4包括5根依次连接的U型管405。所述U型管405外，套设有降温系统5，并在转向处设有第一电控三通阀401，并通过所述第一电控三通阀401与集气管404连通。所述第一电控三通阀401与控制器信号连接。所述U型管405内部，沿气流方向在第一电控三通阀401前设有第一温度感应器402。所述第一温度感应器402与控制器信号连接。最后一根U型管405沿气流方向的管道末端通过第一电控阀403与集气管404连通。所述集气管404沿气流方向的管道末端与外部发酵罐连通。所述集气管404与外部发酵系统之间通过第二电控阀连通，所述第二电控阀与控制器信号连接。沿气流方向，在第二电控阀的下流端设有第一气压计。所述第一气压计与控制器信号连接。所述集气管404沿气流方向，在第二电控阀的上流端设有缓冲装置。所述缓冲装置的进气端与集气管404之间通过自力式调节阀连通。所述缓冲装置内设有第二气压计。所述第二气压计与控制器信号连接。所述缓冲装置的排气端通过第三电控阀与鼓风机1的进气端连通。其余结构与实施例1相同

由于鼓风机鼓入的空气需要经过一系列的处理才能自集气管输入发酵罐，而发酵罐又时对通入的气流的气压有所要求，因此可以通过控制第二控制阀实现对供氧系统输出气压的控制。但是由于鼓风机自系统的起始端鼓入空气，因此调节鼓风机的供给量对最终输出气压的改变有一定的滞后性，此时，为了防止集气管内大量气体积累出现高压爆管现象，申请人设计了通过自力式调节阀与集气管连接的缓冲装置。这样当集气管内的气压超过预设阈值时，即可以启动自力式调节阀向缓冲装置中泄压。当缓冲装置内收集到一定量的空气后，可以通过第三电控阀连通缓冲装置和鼓风机，将缓冲装置内的空气抽走。

应该注意到并理解，在不脱离本实用新型权利要求所要求的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本实用新型做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。