一種新型智能化發酵罐的制作方法

一種新型智能化發酵罐的制作方法
【專利摘要】一種新型智能化發酵罐，涉及生物技術工藝所用的發酵設備，采用臭氧發生器和發酵罐相結合設計而成，利用PLC控制技術，實現對發酵罐上的臭氧發生器、電機以及罐內的溫度、壓力、空氣流量進行智能化控制，具有隨時調節發酵進程的功能。該發酵罐中間軸承帶加強圈對筒體具有一定的緩沖和加強保護作用，減少中間軸承和筒體的損壞，提高筒體的局部剛度，其結構合理，除菌效果好，節能，安全，噪音低，加工制造方便，設備投資低。
【專利說明】一種新型智能化發酵罐
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物技術工藝所用的發酵設備，特別是一種新型智能化發酵罐。
【背景技術】
[0002]我國改革開放以來，國民經濟得到快速增長，以“科技創新，自主創新”已成為我國目前工業發展的主流，我國工業逐步向集約型，節能減排，低碳的方向發展。發酵是通過微生物的生長培養和化學變化，產生和積累特定的代謝產物的反應過程。為了生產或實驗的目的，現代工業、農業、醫藥、食品等領域需要進行大量的發酵過程，為了達到特定的目的，往往要對這些過程進行嚴格的監控。對發酵過程的監控往往具體化到對特定參數(如溫度、PH值、氧含量、壓力、空氣流量等)的監視和控制，這些參數和反應累計時間之間以及不同參數之間一般呈現比較復雜的關系，這也正是對發酵過程進行監控的難點之處。傳統的方法主要是采用手工/半手工的方式，根據個人經驗進行控制，精度較低，效果較差，稍有不慎將會導致整罐物料的報廢，給企業帶來很大的經濟損失。目前，隨著工程規模的擴大，特別是產業化發展的需要，對控制效果的要求越來越高，需實現分布式環境下的智能化控制已經成為發酵控制的方向。此外，傳統大型機械攪拌發酵罐，采用中間軸承進行支承，中間軸承部位的筒體由于存在交變應力，長期使用易造成筒體損壞。由于發酵罐內的內壁上設有多組換熱管組，這種冷卻方式占用發酵罐內部空間，易存在死角，容易造成罐體染菌，使罐內物料衛生質量難以保證。傳統的方法是通過高壓管路由蒸汽鍋爐供給高溫蒸汽進行滅菌，蒸汽鍋爐使用維修麻煩，運行費用大，投資多。為了解決發酵罐內染菌而造成的二次污染，同時對發酵罐內的溫度、壓力、空氣流量能實行自動控制，科研單位和企業科技人員在不斷的研究、探索，利用現代科學技術，雖然在技術上取得了一些進步，但在實際運用中仍然存在著尚未克服的技術難題。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于克服以上不足，提供一種新型智能化發酵罐，采用臭氧發生器和發酵罐相結合設計而成，利用PLC控制技術，實現對發酵罐上的臭氧發生器、電機以及罐內的溫度、壓力、空氣流量進行智能化控制，具有隨時調節發酵進程的功能。該發酵罐中間軸承部位設有筒體加強圈，對筒體具有一定的緩沖和保護作用，減少中間軸承對筒體的損壞，其結構合理，除菌效果好，節能，安全，噪音低，加工制造方便，設備投資低。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括裙座人孔、進風管、出料管口、擋風裝置、出料口、封頭、裙座體、第三攪拌器、筒體、中間軸承、軸支承橫梁、軸支承支耳座、筒體加強圈、攪拌軸、換熱管組、換熱管組角鋼支撐、第一攪拌器、換熱管組吊架、聯軸器、除沫器、平臺、臭氧發生器、滅菌口、電機、小帶輪、三角帶、大帶輪、消音防護罩、減速機、機械密封件、人孔、視鏡、爬梯、PH值檢測控制接頭、第二攪拌器、溫度檢測控制接頭、PO溶氧檢測控制接頭、進氣口、液晶顯示屏、控制柜、進水口、出水口，該發酵罐筒體呈圓柱型形狀，筒體的上端設有封頭，封頭的頂部一側設有人孔，另一側設有滅菌口、視鏡等各工藝管口，封頭的頂部中心設有攪拌軸，攪拌軸延伸至筒體內，伸出筒體外的攪拌軸與減速機相連接，且該攪拌軸與封頭交接處設有機械密封件，減速機的軸端設有大帶輪，電機的軸端設有小帶輪，大帶輪與小帶輪之間通過三角帶連接，小帶輪、三角帶和大帶輪安裝有消音防護罩，筒體內中心位置攪拌軸的上端設有除沫器，除沫器下面的攪拌軸從上至下設有三檔攪拌器，分別是第一攪拌器、第二攪拌器、第三攪拌器，第一攪拌器與除沫器之間的攪拌軸上設有聯軸器，第二攪拌器與第三攪拌器之間的攪拌軸上設有中間軸承，中間軸承上設有軸支承橫梁，軸支承橫梁的兩端設有軸支承支耳座，筒體外側軸支承部位設有筒體加強圈，筒體內的內壁上設有四組換熱管組，每組換熱管組設置有延伸至筒體外側的進水口和出水口，每組換熱管組通過換熱管組吊架及三個換熱管組角鋼支撐固定在筒體內壁，且每組換熱管組與筒體內壁接近，筒體內人孔下部設有若干個爬梯，爬梯焊接在筒體內壁，筒體內壁還設有PH值檢測控制接頭和PO溶氧檢測控制接頭，筒體的下端也設有封頭，罐體采用裙座支承，裙座體上設置裙座人孔，筒體內下封頭中心進氣口的出口處設有擋風裝置，筒體外下封頭的中心設有出料管口，出料管口延伸至筒體內，進氣口通過進風管延伸至筒體內，且接近擋風裝置，筒體壁上設有溫度檢測控制接頭、PH值檢測控制接頭和PO溶氧檢測控制接頭，該發酵罐外設有控制柜，控制柜上設有液晶顯示屏，通過傳感器實行對罐內的溫度、PH值、PO溶氧以及對臭氧發生器、進風量、電機線路的控制。
[0005]上述的臭氧發生器，設置在二層平臺上，通過管道與發酵罐筒體上的滅菌口相連，滅菌口延伸至筒體內。
[0006]本發明采用的技術原理是:采用臭氧發生器和發酵罐相結合設計而成，利用PLC控制技術，實現對發酵罐上的臭氧發生器、電機以及罐內的溫度、壓力、空氣流量進行智能化控制，具有隨時調節發酵進程的功能。該發酵罐外設有控制柜，控制柜上設有液晶顯示屏，PH值檢測控制接頭、PO溶氧檢測控制接頭、溫度檢測控制接頭、臭氧發生器、進風管和電機的線路分別與控制柜相連接，可將發酵罐內PH值、PO溶氧值、溫度、臭氧量、進氣量、電機轉速的數據信息準確的顯示在控制柜的液晶顯示屏上，實行自動控制，能通過電腦隨時調節發酵進程。發酵罐 是通過無油空氣壓縮機將壓縮空氣經過過濾器濾芯過濾去菌后從發酵物料表面吹過，或從液體發酵罐底部通過碎泡裝置向發酵液中補入空氣碎泡，使發酵罐得到補氧，為防止罐內染菌，傳統的方法是通過高壓管路，由蒸汽鍋爐供給高溫蒸汽進行滅菌。本發明通過在筒體封頭的頂部另一側設有滅菌口，滅菌口通過管道與設置在二層平臺上的臭氧發生器相連，滅菌口延伸至筒體內，使臭氧發生器產生的臭氧對其發酵罐內部的死角、容易染菌部位進行沖洗和殺菌處理，除菌效果好，確保產品衛生質量。筒體外側軸支承部位設有筒體加強圈，對筒體起到加強保護的作用，可減少中間軸承對筒體造成的損壞。發酵罐頂部設置的小帶輪、三角帶和大帶輪機械傳動部分，由于該部件容易產生噪聲污染，通過把小帶輪、三角帶和大帶輪安裝在一個消音防護罩內來降低噪音。當攪拌器攪拌該發酵罐內的發酵液時，由于泡沫會上升至發酵液的上層，攪拌軸上端設有除沫器對泡沫進行消除，從而使得罐體內的微生物更好的繁殖，進而有利于發酵液的培養。發酵罐內的物料在發酵過程中，需保持不同的溫度，通過筒體壁上設有溫度檢測控制接頭檢測發酵罐內的溫度，倘若發酵罐內的發酵液溫度偏高，通過對罐內設置的四組換熱管組注入冷水對罐體進行降溫，反之，則注入熱水進行升溫處理，工作原理:用冷水或熱水從每組換熱管組上的進水口注入，再從出水口輸出，形成水循環系統，對發酵罐進行降溫或升溫的處理。發酵罐筒體外側設有進氣口，進氣口可控制罐體內的氣體環境，使空氣與發酵液充分混合，有利于溶氧的增加。筒體內人孔下部設有若干個爬梯，爬梯焊接在筒體內壁，當發酵罐內部出現機械故障時，檢修工人可從人孔進入罐內，再通過爬梯進入罐內的底部進行維修工作。
[0007]本發明有益效果是:采用臭氧發生器和發酵罐相結合設計而成，利用PLC控制技術，實現對發酵罐上的臭氧發生器、電機以及罐內的溫度、壓力、空氣流量進行智能化控制，具有隨時調節發酵進程的功能。該發酵罐中間軸承帶加強圈對筒體具有一定的緩沖和加強保護作用，減少中間軸承和筒體的損壞，提高筒體的局部剛度，其結構合理，除菌效果好，節能，安全，噪音低，加工制造方便，設備投資低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面是結合附圖和實施例對本發明進一步描述:
[0009]圖1是一種新型智能化發酵罐的結構示意圖
[0010]圖2是一種新型智能化發酵罐的管口分布結構示意圖
[0011]圖3是一種新型智能化發酵罐罐內換熱管組及軸支承橫梁的結構示意圖
[0012]在圖中:1.裙座人孔、2.進風管、3.出料管口、4.擋風裝置、5.封頭、6.裙座體、
7.第三攪拌器、8.筒體、9.中間軸承、10.軸支承橫梁、11.軸支承支耳座、12.筒體加強圈、13.攪拌軸、14.換熱管組、15.換熱管組角鋼支撐、16.第一攪拌器、17.換熱管組吊架、18.聯軸器、19.除沫器、20.平臺、21.臭氧發生器、22.滅菌口、23.電機、24.小帶輪、25.三角帶、26.大帶輪、27.消音防護罩、28.減速機、29.機械密封件、30.人孔、31.視鏡、32.爬梯、33.PH值檢測控制 接頭、34.第二攪拌器、35.溫度檢測控制接頭、36.PO溶氧檢測控制接頭、37.進氣口、38.液晶顯示屏、39.控制柜、40.進水口、41.出水口。
【具體實施方式】
[0013]在圖1、圖2、圖3中:該發酵罐筒體8呈圓柱型形狀，筒體8的上端設有封頭5，封頭5的頂部一側設有人孔30，另一側設有滅菌口 22、視鏡31等各工藝管口，封頭5的頂部中心設有攪拌軸13，攪拌軸13延伸至筒體8內，伸出筒體8外的攪拌軸13與減速機28相連接，且該攪拌軸13與封頭5交接處設有機械密封件29，減速機28的軸端設有大帶輪26，電機23的軸端設有小帶輪24，大帶輪26與小帶輪24之間通過三角帶25連接，小帶輪24、三角帶25和大帶輪26安裝有消音防護罩27，筒體8內中心位置攪拌軸13的上端設有除沫器19，除沫器19下面的攪拌軸13從上至下設有三檔攪拌器，分別是第一攪拌器16、第二攪拌器34、第三攪拌器7，第一攪拌器16與除沫器19之間的攪拌軸13上設有聯軸器18，第二攪拌器34與第三攪拌器7之間的攪拌軸13上設有中間軸承9，中間軸承9上設有軸支承橫梁10，軸支承橫梁10的兩端設有軸支承支耳座11，筒體8外側軸支承部位設有筒體加強圈12，筒體8內的內壁上設有四組換熱管組14，每組換熱管組14設置有延伸至筒體8外側的進水口 40和出水口 41，每組換熱管14組通過換熱管組吊架17及三個換熱管組角鋼支撐15固定在筒體8內壁，且每組換熱管組14與筒體8內壁接近，筒體8內人孔30下部設有若干個爬梯32，爬梯32焊接在筒體8內壁，筒體8內壁還設有PH值檢測控制接頭33和PO溶氧檢測控制接頭36，筒體8的下端也設有封頭5，罐體采用裙座支承，裙座體6上設置裙座人孔1，筒體8內下封頭5中心進氣口 37的出口處設有擋風裝置4，筒體8外下封頭5的中心設有出料管口 3，出料管口 3延伸至筒體8內，進氣口 37通過進風管2延伸至筒體8內，且接近擋風裝置4，筒體8壁上設有溫度檢測控制接頭35、PH值檢測控制接頭33和PO溶氧檢測控制接頭36，該發酵罐外設有控制柜39，控制柜39上設有液晶顯示屏38，通過傳感器實行對罐內的溫度、PH值、PO溶氧以及對臭氧發生器21、進風量、電機23線路的控制。
[0014]上述的臭氧發生器21，設置在二層平臺上，通過管道與發酵罐筒體8上的滅菌口22相連，滅菌口 22延伸至筒體8內。
[0015]一種新型智能化發酵罐，采用臭氧發生器21和發酵罐相結合設計而成，利用PLC控制技術，實現對發酵罐上的臭氧發生器21、電機23以及罐內的溫度、壓力、空氣流量進行智能化控制，具有隨時調節發酵進程的功能。該發酵罐外設有控制柜39，控制柜39上設有液晶顯示屏38，PH值檢測控制接頭33、PO溶氧檢測控制接頭36、溫度檢測控制接頭35、臭氧發生器21、進風管2和電機23的線路分別與控制柜39相連接，可將發酵罐內PH值、PO溶氧值、溫度、臭氧量、進氣量、電機23轉速的數據信息準確的顯示在控制柜39的液晶顯示屏38上，實行自動控制，能通過電腦隨時調節發酵進程。發酵罐是通過無油空氣壓縮機將壓縮空氣經過過濾器濾芯過濾去菌后從發酵物料表面吹過，或從液體發酵罐底部通過碎泡裝置向發酵液中補入空氣碎泡，使發酵罐得到補氧，為防止罐內染菌，傳統的方法是通過高壓管路，由蒸汽鍋爐供給高溫蒸汽進行滅菌。本發明通過在筒體8封頭5的頂部另一側設有滅菌口 22，滅菌口 22通過管道與設置在二層平臺上的臭氧發生器21相連，滅菌口 22延伸至筒體8內，使臭氧發生器21產生的臭氧對其發酵罐內部的死角、容易染菌部位進行沖洗和殺菌處理，除菌效果好，確保產品衛生質量。筒體8外側軸支承部位設有筒體加強圈12，對筒體8起到加強保護的作用，可減少中間軸承9對筒體8造成的損壞。發酵罐頂部設置的小帶輪24、三角帶25和大帶輪26機械傳動部分，由于該部件容易產生噪聲污染，通過把小帶輪24、三角帶25和大帶輪26安裝在一個消音防護罩27內來降低噪音。當攪拌器攪拌該發酵罐內的發酵液時，由于泡沫會上升至發酵液的上層，攪拌軸13上端設有除沫器19對泡沫進行消除，從而使得罐體內的微生物更好的繁殖，進而有利于發酵液的培養。發酵罐內的物料在發酵過程中， 需保持不同的溫度，通過筒體8壁上設有溫度檢測控制接頭35檢測發酵罐內的溫度，倘若發酵罐內的發酵液溫度偏高，通過對罐內設置的四組換熱管組14注入冷水對罐體進行降溫，反之，則注入熱水進行升溫處理，工作原理:用冷水或熱水從每組換熱管組14上的進水口 40注入，再從出水口 41輸出，形成水循環系統，對發酵罐進行降溫或升溫的處理。發酵罐筒體8外側設有進氣口 37，進氣口 37可控制罐體內的氣體環境，使空氣與發酵液充分混合，有利于溶氧的增加。筒體8內人孔30下部設有若干個爬梯32，爬梯32焊接在筒體8內壁，當發酵罐內部出現機械故障時，檢修工人可從人孔30進入罐內，再通過爬梯32進入罐內的底部進行維修工作。
【權利要求】
1.一種新型智能化發酵罐，涉及生物技術工藝所用的發酵設備，包括裙座人孔、進風管、出料管口、擋風裝置、出料口、封頭、裙座體、第三攪拌器、筒體、中間軸承、軸支承橫梁、軸支承支耳座、筒體加強圈、攪拌軸、換熱管組、換熱管組角鋼支撐、第一攪拌器、換熱管組吊架、聯軸器、除沫器、平臺、臭氧發生器、滅菌口、電機、小帶輪、三角帶、大帶輪、消音防護罩、減速機、機械密封件、人孔、視鏡、爬梯、PH值檢測控制接頭、第二攪拌器、溫度檢測控制接頭、PO溶氧檢測控制接頭、進氣口、液晶顯示屏、控制柜、進水口、出水口，其特征是:該發酵罐筒體呈圓柱型形狀，筒體的上端設有封頭，封頭的頂部一側設有人孔，另一側設有滅菌口、視鏡等各工藝管口，封頭的頂部中心設有攪拌軸，攪拌軸延伸至筒體內，伸出筒體外的攪拌軸與減速機相連接，且該攪拌軸與封頭交接處設有機械密封件，減速機的軸端設有大帶輪，電機的軸端設有小帶輪，大帶輪與小帶輪之間通過三角帶連接，小帶輪、三角帶和大帶輪安裝有消音防護罩，筒體內中心位置攪拌軸的上端設有除沫器，除沫器下面的攪拌軸從上至下設有三檔攪拌器，分別是第一攪拌器、第二攪拌器、第三攪拌器，第一攪拌器與除沫器之間的攪拌軸上設有聯軸器，第二攪拌器與第三攪拌器之間的攪拌軸上設有中間軸承，中間軸承上設有軸支承橫梁，軸支承橫梁的兩端設有軸支承支耳座，筒體外側軸支承部位設有筒體加強圈，筒 體內的內壁上設有四組換熱管組，每組換熱管組設置有延伸至筒體外側的進水口和出水口，每組換熱管組通過換熱管組吊架及三個換熱管組角鋼支撐固定在筒體內壁，且每組換熱管組與筒體內壁接近，筒體內人孔下部設有若干個爬梯，爬梯焊接在筒體內壁，筒體內壁還設有PH值檢測控制接頭和PO溶氧檢測控制接頭，筒體的下端也設有封頭，罐體采用裙座支承，裙座體上設置裙座人孔，筒體內下封頭中心進氣口的出口處設有擋風裝置，筒體外下封頭的中心設有出料管口，出料管口延伸至筒體內，進氣口通過進風管延伸至筒體內，且接近擋風裝置，筒體壁上設有溫度檢測控制接頭、PH值檢測控制接頭和PO溶氧檢測控制接頭，該發酵罐外設有控制柜，控制柜上設有液晶顯示屏，通過傳感器實行對罐內的溫度、PH值、PO溶氧以及對臭氧發生器、進風量、電機線路的控制。
2.根據權利要求1所述的一種新型智能化發酵罐，其特征是:臭氧發生器設置在二層平臺上，通過管道與發酵罐筒體上的滅菌口相連，滅菌口延伸至筒體內。
【文檔編號】C12M1/38GK103725607SQ201210417166
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月14日 優先權日:2012年10月14日
【發明者】唐明鋒, 唐勇, 李玉華, 金竹祥, 倪良翠 申請人:江蘇嶺南發酵設備有限公司