工业发酵过程自动控制装置的制作方法

1.本实用新型属于发酵设备技术领域，具体涉及一种工业发酵过程自动控制装置。


背景技术：

2.在发酵过程中不同种类的微生物利用碳水化合物、蛋白质等原料，采用不同的代谢途径产生各种代谢产物。在发酵过程中，尾气组成浓度的变化反应了整个发酵过程的变化情况，尤其是尾气中二氧化碳和氧气的变化信息，过程质谱仪不仅能够实现在线、离线数据对发酵全过程更加全面的分析。
3.一直以来在发酵过程中都是通过每小时人工取样检测酒精、湿重，结合在线温度、ph等过程数据调整发酵营养盐流加，生产过程中主要存在问题是：(1) 数据检测有滞后性，控制过程不够精细。(2)增加人工成本及造成部分原料浪费，原料利用率偏低。


技术实现要素：

4.本实用新型针对技术存在的问题，提供了一种工业发酵过程自动控制装置，包括：控制器和发酵罐。所述发酵罐分别与排气管和由数个电控加料斗组合而成的加料器连接。所述加料器用于向发酵罐添加配料，所述排气管用于排出发酵罐内产生的尾气。所述排气管上设有第一电控阀，并在所述第一电控阀与发酵罐之间通过第一进气管连接第一旋风分离器。所述过第一进气管靠近排气管的位置处设有第二电控阀。所述第一旋风分离器的排气管通过依次连接的第二进气管、第三进气管与第二旋风分离器连通。所述第二旋风分离器的排气管通过第四进气管与缓冲瓶连通。所述缓冲瓶设有泄压管，并通过第五进气管与质谱分析仪连通。所述质谱分析仪的信号输出端与控制器的信号输入端信号连接。所述控制器的信号输出端分别与电控加料斗、第一电控阀、第二电控阀信号连接。
5.进一步，所述第二电控阀与第一旋风分离器之间与cip系统的排水管连通，所述排水管上设有第三电控阀。所述第一旋风分离器的排料管上设有第四电控阀。所述第二旋风分离器的排料管上设有第五电控阀，其排气管上设有第六电控阀。所述第三电控阀、第四电控阀、第五电控阀、第六电控阀分别与控制器信号连接。
6.进一步，所述第二进气管上设有增压机构。所述增压机构包括与第二进气管连通的第六进气管，与第三进气管连通的出气管。所述第六进气管与出气管之间连接有风机。所述风机的进风口与第六进气管连通，出风口与出气管连通。
7.进一步，所述第六进气管上设有第七电控阀，出气管上设有第八电控阀。所述第二进气管上，在第六进气管、出气管之间设有第九电控阀。
8.进一步，所述泄压管与缓冲瓶之间通过泄压阀连接。所述泄压管与储气罐连通。所述泄压管上设有止逆阀。所述缓冲瓶上设有电子气压计。所述电子气压计与控制器信号连接。
9.本实用新型至少具有以下优点之一：
10.1.本实用新型通过一系列装置将发酵罐产生的尾气与质谱分析仪连接在一起，控
制器根据质谱分析仪的分析结果实时的调节加料器内各电控加料斗的加料，从而实现对发酵过程的准确控制，酵母在发酵过程更稳定，同时提高了酵母对糖蜜的利用率，减少了由于配料差异或缺少导致的发酵不完全或发酵产品不合格等问题，综合成本同步降低。
11.2.本实用新型利用cip系统产生的热、酸、碱水对尾气引导管道进行清洗，以实现对尾气引导管的消毒灭菌，降低引导管内残存的发酵菌对检测结果的影响。
附图说明
12.图1所示为本实用新型工业发酵过程自动控制装置的结构示意图。
13.图2所示为本实用新型缓冲瓶安全监控装置的结构示意图。
具体实施方式
14.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。
15.实施例1
16.一种工业发酵过程自动控制装置，如图1所示，包括：控制器7和发酵罐1。所述发酵罐1分别与排气管9和由数个电控加料斗组合而成的加料器8连接。所述加料器8用于向发酵罐1添加配料，所述排气管9用于排出发酵罐1内产生的尾气。所述排气管9上设有第一电控阀11，并在所述第一电控阀11与发酵罐1之间通过第一进气管15连接第一旋风分离器2。所述过第一进气管15靠近排气管9的位置处设有第二电控阀12。所述第一旋风分离器2的排气管通过依次连接的第二进气管16、第三进气管23与第二旋风分离器4连通。所述第二旋风分离器4的排气管通过第四进气管24与缓冲瓶5连通。所述缓冲瓶5设有泄压管25，并通过第五进气管26与质谱分析仪6连通。所述质谱分析仪6的信号输出端与控制器7的信号输入端信号连接。所述控制器7的信号输出端分别与电控加料斗、第一电控阀11、第二电控阀12信号连接。
17.发酵罐1内在发酵过程中产生的尾气，在不进行尾气检测时，第一电控阀 11由控制器控制7开启、第二电控阀12关闭，尾气通过排气管9排出。当需要进行尾气检测时，第一电控阀11由控制器7控制关闭、第二电控阀12开启，尾气通过第一进气管15进入第一旋风分离器2中进行第一次分离，其中的固液部分通过第一旋风分离器2的排料管排出，气相部分通过第二进气管16、第三进气管23进入第二旋风分离器4进行第二次分离，其中的固液部分通过第二旋风分离器4的排料管排出，气相部分通过第四进气管24进入缓冲瓶5内后通过第五进气管26进入质谱分析仪6。质谱分析仪6将分析结果发送至控制器7。控制器7根据分析结果控制加料器8内对应的电控加料斗进行加料。所述数个电控加料斗中分别装有发酵所需的各种配料。
18.实施例2
19.基于实施例1所述工业发酵过程自动控制装置，如图1所示，所述第二电控阀12与第一旋风分离器2之间与cip系统的排水管10连通，所述排水管10 上设有第三电控阀13。所述第一旋风分离器2的排料管上设有第四电控阀14。所述第二旋风分离器4的排料管上设有第五电控阀21，其排气管上设有第六电控阀22。所述第三电控阀13、第四电控阀14、第五电
控阀21、第六电控阀22 分别与控制器7信号连接。
20.此时，当需要进行清洗时，控制器7控制第二电控阀12、第四电控阀14、第六电控阀22关闭，控制第一电控阀11、第三电控阀13、第五电控阀21开启。 cip系统清洗后的水通过排水管10进入第一进气管15后，从第一旋风分离器2 的排气管流出，并依次流经第二进气管16、第三进气管23进入第二旋风分离器 4，并从第二旋风分离器4的排料管排出，完成对引气管道的清晰。
21.实施例3
22.基于实施例1所述工业发酵过程自动控制装置，如图1所示，所述第二进气管16上设有增压机构。所述增压机构包括与第二进气管16连通的第六进气管17-1，与第三进气管23连通的出气管17-2。所述第六进气管17-1与出气管17-2之间连接有风机3。所述风机3的进风口与第六进气管17-1连通，出风口与出气管17-2连通。
23.所述第六进气管17-1上设有第七电控阀18，出气管17-2上设有第八电控阀 19。所述第二进气管16上，在第六进气管17-1、出气管17-2之间设有第九电控阀20。
24.此时，当需要进行增压时，控制器7控制第九电控阀20关闭，控制第七电控阀18、第八电控阀、风机3开启，此时气流从第二进气管16进入第六进气管 17-1，被风机3增加加速后从出气管17-2流出进入第三进气管23。当不需要增加或需要清洗引气管道时，反向控制，使得气流直接从第二进气管16进入第三进气管23。
25.实施例4
26.基于实施例1所述工业发酵过程自动控制装置，如图2所示，所述泄压管 25与缓冲瓶5之间通过泄压阀30连接。所述泄压管25与储气罐29连通。所述泄压管25上设有止逆阀28。所述缓冲瓶5上设有电子气压计27。所述电子气压计27与控制器7信号连接。
27.此时，电子气压计27实时监测缓冲瓶5内的气压值，并发送至控制器7。当储气罐29内储存的尾气量过高，使得缓冲瓶5内的气压值超出其安全阈值时，控制器7发出报警。
28.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。