一種可實(shí)時(shí)調(diào)控發(fā)酵溫度的氣升式乳酸菌發(fā)酵罐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種可實(shí)時(shí)調(diào)控發(fā)酵溫度的氣升式乳酸菌發(fā)酵罐。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)酵罐是工業(yè)上用來進(jìn)行微生物發(fā)酵的裝置，針對不同的微生物選取不同功能的發(fā)酵罐，目前比較常用的發(fā)酵罐有通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐等。
[0003]通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐和自吸式發(fā)酵罐為機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐，對于厭氧型的乳酸菌發(fā)酵來說通常不會采用攪拌式發(fā)酵罐來對其進(jìn)行發(fā)酵，因?yàn)椴捎脭嚢璧膶ζ湔麄€(gè)發(fā)酵過程影響不大，反而會對乳酸菌的發(fā)酵不利，影響其生產(chǎn)質(zhì)量，因此大多采用氣升式發(fā)酵罐來對乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵。目前常用的氣升式發(fā)酵罐存在如下問題:
[0004]①現(xiàn)在常用氣升式乳酸菌發(fā)酵罐內(nèi)部設(shè)置的空氣分布器為直管尖嘴結(jié)構(gòu)的空氣分布器，直管尖嘴結(jié)構(gòu)的空氣分布器的弊端在于很難保證所通入二氧化碳?xì)怏w與發(fā)酵液進(jìn)行均勻混合。
[0005]②目前所常用的氣升式發(fā)酵罐無法實(shí)現(xiàn)對乳酸菌發(fā)酵過程溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及對乳酸菌發(fā)酵過程溫度的精準(zhǔn)控制，以致難以達(dá)到良好的發(fā)酵效果。由于乳酸菌的發(fā)酵需要在特定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，為促進(jìn)乳酸菌的生長，對溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及有效的溫度調(diào)控對提高發(fā)酵質(zhì)量有很重要的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本實(shí)用新型提供一種可實(shí)時(shí)調(diào)控發(fā)酵溫度的氣升式乳酸菌發(fā)酵罐，它主要是針對厭氧乳酸菌的發(fā)酵而特別設(shè)計(jì)的，它克服目前所使用的氣升式乳酸菌發(fā)酵罐無法對溫度進(jìn)行有效的控制，發(fā)酵效率低、發(fā)酵效果差的問題，它可以對氣升式發(fā)酵罐內(nèi)部發(fā)酵溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)節(jié)，使得乳酸菌發(fā)酵更加均勻，發(fā)酵效果更佳，大大提高了氣升式發(fā)酵罐的發(fā)酵效率。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種可實(shí)時(shí)調(diào)控發(fā)酵溫度的氣升式乳酸菌發(fā)酵罐，它包括發(fā)酵罐本體，所述發(fā)酵罐本體的內(nèi)部設(shè)置有空氣分布器、導(dǎo)流桶、補(bǔ)氣管、冷凝管、溫度傳感器、電加熱器，其特征在于，所述空氣分布器為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)的空氣分布器設(shè)置在導(dǎo)流桶內(nèi)，所述空氣分布器設(shè)置有氣體分布端口和進(jìn)氣端口，所述空氣分布器的進(jìn)氣端口與發(fā)酵罐本體底部設(shè)置的進(jìn)氣管相連通；所述的發(fā)酵罐本體外設(shè)置有單片機(jī)控制中心、無線通信模塊以及監(jiān)控終端器；所述溫度傳感器設(shè)置于發(fā)酵罐本體內(nèi)部的中間位置，所述溫度傳感器與發(fā)酵罐體單片機(jī)控制中心有線連接；所述加熱器設(shè)置在發(fā)酵罐本體內(nèi)靠近底部的位置處，所述加熱器的電源端口與發(fā)酵罐本體外部設(shè)置的單片機(jī)控制中心有線連接。
[0008]所述冷凝管為螺旋形冷凝管，冷凝管盤旋設(shè)置在發(fā)酵罐本體內(nèi)，所述冷凝管的進(jìn)水口端設(shè)置有電磁開關(guān)閥，所述電磁開關(guān)閥與單片機(jī)控制中心有線連接。
[0009]所述溫度傳感器設(shè)置于發(fā)酵罐本體內(nèi)部的中間位置，所述溫度傳感器與發(fā)酵罐體單片機(jī)控制中心有線連接。作為優(yōu)選，所述溫度傳感器選用數(shù)字溫度傳感器，所述的數(shù)字溫度傳感器穩(wěn)定性高，數(shù)據(jù)精確，且方便進(jìn)行布線，相對于模擬溫度傳感器電路結(jié)構(gòu)較為簡單，安裝使用更為方便。
[0010]所述無線通信模塊為GPRS通信模塊，用以無線連接單片機(jī)控制中心和監(jiān)控終端器，所述監(jiān)控終端器內(nèi)置SM卡。所述單片機(jī)控制中心通過GPRS通信模塊與監(jiān)控終端器無線連接，在監(jiān)控終端器中置入SIM卡，便于數(shù)字溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)與監(jiān)控終端器的指令信息以短信的方式實(shí)時(shí)發(fā)送接收。
[0011]所述溫度傳感器采集發(fā)酵罐內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，該溫度數(shù)據(jù)與單片機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)對比，并可通過GPRS模塊傳送給監(jiān)控人員，并將監(jiān)控人員指令傳送給單片機(jī)控制中心，從而通過控制冷凝管的開關(guān)閥和電加熱器的開關(guān)來調(diào)節(jié)發(fā)酵罐體內(nèi)的溫度。如果罐體溫度過低，則導(dǎo)通電加熱器開關(guān)，對發(fā)酵罐內(nèi)從底部加熱；當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度高于預(yù)設(shè)值，則打開冷凝管進(jìn)水口的開關(guān)閥，進(jìn)而對發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行降溫。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]1.本實(shí)用新型的空氣分布器采用環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證了二氧化碳從發(fā)酵罐底部均勻通入發(fā)酵液，使得發(fā)酵液和二氧化碳的混合更加均勻，發(fā)酵效果更佳。
[0014]2.本實(shí)用新型可以對氣升式發(fā)酵罐內(nèi)部發(fā)酵溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)節(jié)，使得乳酸菌發(fā)酵更加均勻，提高發(fā)酵質(zhì)量，同時(shí)節(jié)省了監(jiān)控人員的時(shí)間，提高了發(fā)酵效率。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型的控制原理圖；
[0018]圖中:1-發(fā)酵罐本體、2-空氣分布器、21-氣體分布端口、22-進(jìn)氣端口、3-導(dǎo)流桶、4-補(bǔ)氣管、5-電加熱器、6-冷凝管、61-冷凝管進(jìn)水口、62-冷凝管出水口、7-溫度傳感器、8-進(jìn)氣管。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過一個(gè)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合其附圖，對本方案進(jìn)行闡述。
[0020]如圖1、圖2、圖3所示，一種可實(shí)時(shí)調(diào)控發(fā)酵溫度的氣升式乳酸菌發(fā)酵罐，包括發(fā)酵罐本體I，所述發(fā)酵罐本體I的內(nèi)部設(shè)置有空氣分布器2、導(dǎo)流桶3、補(bǔ)氣管4、電加熱器5、冷凝管6、溫度傳感器7。所述發(fā)酵罐本體I外部設(shè)置有單片機(jī)控制中心、無線通信模塊以及監(jiān)控終端器，發(fā)酵罐本體I外部設(shè)置的單片機(jī)控制中心、無線通信模塊以及監(jiān)控終端器主要是對發(fā)酵罐本體I內(nèi)部溫度進(jìn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)內(nèi)部溫度做出實(shí)時(shí)的調(diào)整，以保證乳酸菌在恒溫條件下進(jìn)行發(fā)酵，目的是提高生產(chǎn)效率，縮短發(fā)酵時(shí)間。
[0021]另外，為了避免發(fā)酵罐本體I內(nèi)部在發(fā)酵過程中溫度低于乳酸菌發(fā)酵的最佳溫度范圍，在所述的發(fā)酵罐本體I內(nèi)部設(shè)置有電加熱器5，電加熱器5的作用是當(dāng)發(fā)酵罐本體I內(nèi)部溫度低于設(shè)定的溫度值，通過電加熱器5來提升發(fā)酵罐本體I內(nèi)部溫度，所述的電加熱器5設(shè)置在發(fā)酵罐本體I內(nèi)靠近底部的位置處，所述電加熱器5的電源端口與發(fā)酵罐本體I外部設(shè)置的單片機(jī)控制中心有線連接。
[0022]發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵液與二氧化碳的混合也是相當(dāng)關(guān)鍵的，為了保證發(fā)酵罐本體I內(nèi)部的發(fā)酵液和二氧化碳充分混合，所述的空氣分布器2為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)的空氣分布器2設(shè)置在導(dǎo)流桶3內(nèi)，所述空氣分布器2設(shè)置有氣體分布端口 21和進(jìn)氣端口 22，所述氣體分布端口 21和進(jìn)氣端口 22之間為氣體分布腔，所述空氣分布器2的進(jìn)氣端口 21與發(fā)酵罐本體I底部設(shè)置的進(jìn)氣管12相連通。工作時(shí)，氣體由氣體分布器的進(jìn)氣端