双温双控组合发酵系统技术方案

一种双温双控组合发酵系统。系统总体由高温罐、低温罐、进流管、回流管和循环泵组成。高温罐与低温罐通过进流管、回流管和循环泵连接贯通，构成液料循环均流、均温系统。进流管在高温罐的上部右侧与低温罐的上部左侧连通两罐；回流管和循环泵在高温罐的下部左侧与低温罐的下部右侧连通两罐；回流管与循环泵贯通。高温温度显示屏安装于高温罐的上部前侧；高温温度设置钮安装于高温罐的上部前侧，高温温度显示屏的下侧。低温温度显示屏安装于低温罐的上部前侧；低温温度设置钮安装于低温罐的上部前侧，低温温度显示屏的下侧。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于生物工程的具有温度控制功能的发酵罐组合系统。
技术介绍
在生物工程，特别是发酵工程及其研宄、试验中，发酵罐是所需的主要设备，而发酵罐又经常需要对温度进行控制。虽然在多数情况下，之类发酵罐的温度可允许有一定范围波动，但超过一定限度就会破坏正常发酵所需生化条件，导致发酵速度降低甚至发酵过程终止而工艺失败。另外，有些发酵过程需要对温度上、下限分别进行控制，或者对同一种物料同时施以不同温度，这时，现行的发酵工艺或发酵罐系统就不再适用。特别是在一些实验研宄中，合适的发酵温度不一定已知，这就需要进行实验摸索，这就需要一种可以高效支持这类发酵温度摸索的设备。这种设备应该使得发酵罐内温度在较宽的范围可调节，在高温临界点及时降温，并能在多给定值下保持稳定，这对于具有单向(温度升高方向)性特点的温度控制而言，是个难以通过的瓶颈。另外，固态基质上微生物的发酵涉及控温、传质、空气等多个方面，由于基质的不可动性，在常规的发酵罐中，给实际操作带来许多困难，尤其是难于实现连续发酵中产物的分离。为了解决这一问题，可以设计组合发酵系统，借助发酵体系中溶液的流动使固定生物体系中的温度、传质和通气得到控制，并可连续补料、和实现产物的在线分离。这就需要研发一种多温度多路控制的组合发酵系统。
技术实现思路
为解决发酵罐内温度在较宽的范围可调节，并能在多给定值下保持稳定的需求，本专利技术提供一种双温双控组合发酵系统。系统总体由高温罐、低温罐、进流管、回流管和循环泵组成。高温罐与低温罐通过进流管、回流管和循环泵连接贯通，构成液料循环均流、均温系统。进流管在高温罐的上部右侧与低温罐的上部左侧连通两罐；回流管和循环泵在高温罐的下部左侧与低温罐的下部右侧连通两罐；回流管与循环泵贯通。高温温度显示屏安装于高温罐的上部前侧；高温温度设置钮安装于高温罐的上部前侧，高温温度显示屏的下侦U。低温温度显示屏安装于低温罐的上部前侧；低温温度设置钮安装于低温罐的上部前侧，低温温度显示屏的下侧。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:双温双控组合发酵系统总体由高温罐、低温罐、进流管、回流管和循环泵组成。高温罐与低温罐通过进流管、回流管和循环泵连接贯通，构成液料循环均流、均温系统。进流管在高温罐的上部右侧与低温罐的上部左侧连通两罐；回流管和循环泵在高温罐的下部左侧与低温罐的下部右侧连通两罐；回流管与循环泵贯通。高温温度显示屏安装于高温罐的上部前侧；高温温度设置钮安装于高温罐的上部前侧，高温温度显示屏的下侧。低温温度显示屏安装于低温罐的上部前侧；低温温度设置钮安装于低温罐的上部前侧，低温温度显示屏的下侧。双温双控组合发酵系统的温度控制系统由高温罐温度比较环节、高温罐温度偏差放大环节AM1、高温罐控制执行环节EX1、高温罐滞后环节LA1、低温罐温度比较环节、低温罐温度偏差放大环节AM2、循环泵执行环节EX2和低温罐滞后环节LA2构成。高温温度给定信号与反馈的高温罐温度信号t ^在高温罐温度比较环节比较，产生高温温度偏差信号At1;高温温度偏差信号At1经为高温罐温度偏差放大环节AMl放大，形成高温温度控制信号Utl;高温温度控制信号u ?经高温罐控制执行环节EXl放大、驱动、执行，形成高温罐温度加热信号t ;由于高温罐内的热容效应和均温作用所形成的高温罐滞后环节LA1，在循环泵流量信号q均温效应下，高温罐温度加热信号t在该环节形成高温罐温度信号U输出。低温温度给定信号U与反馈的低温罐温度信号t。2在低温罐温度比较环节比较，产生低温温度偏差信号At2;低温温度偏差信号At2经低温罐温度偏差放大环节AM2放大，形成低温温度控制信号ut2;低温温度控制信号u t2经循环泵执行环节EX2放大、驱动、执行，形成循环泵流量信号q ;循环泵流量信号q在对高温罐降温、均温的同时，对低温罐升温、均温，即以循环泵流量信号q将高温罐温度信号U送入低温罐，由于低温罐内的热容效应和均温作用所形成的低温罐滞后环节LA2，循环泵流量信号q所承载的高温罐温度信号U在低温罐内形成低温罐温度信号t。2输出。本技术的有益效果是:一种可以高效支持发酵温度摸索的设备。它使得发酵罐内温度在较宽的范围可调节，并能在多给定值下保持稳定，并克服了温度控制单向性的特点。当高温罐温度达到高温限时，能快速降温；当低温罐达到低温限时，能快速升温。系统以紧凑、简洁的结构实现了双温双控，其控制系统结构简单，易于调整。整体易于批量生产；系统维护、维修简便易行。【附图说明】下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是本专利技术的一个实施例一双温双控组合发酵系统组成示意图。图2是双温双控组合发酵系统的温度控制系统方框图。图3是双温双控组合发酵系统的高温罐罐体结构图。图4是双温双控组合发酵系统的低温罐罐体结构图。图5是温度控制系统的执行环节电路图。图6是高温罐温度控制电路图。图7是低温罐温度控制电路图。在图1、3?7中:1.高温罐，1.1.高温温度显示屏，1.2.高温温度设置钮，2.低温罐，2.1.低温温度显示屏，1.2.低温温度设置钮，3.进流管，4.回流管，5.循环泵。在图2中士方高温温度给定信号，Δ t $高温温度偏差信号，u tl为高温温度控制信号，t为高温罐温度加热信号，U为高温罐温度信号；AM1为高温罐温度偏差放大环节，EXl为高温罐控制执行环节，LAl为高温罐滞后环节；trt为低温温度给定信号，At2为低温温度偏差信号，11,2为低温温度控制信号，〖。2为低温罐温度信号；AM2为低温罐温度偏差放大环节，EX2为循环泵执行环节，q为循环泵流量信号，LA2为低温罐滞后环节。在图3中:1.3.高温罐加料口，1.4.高温罐出液管接口，1.5.高温罐壁，1.6.电热器，1.7.高温罐回液管接口，1.8.高温罐温度传感器，1.9.高温罐出料口，1.10.高温罐脚架。在图4中:2.3.低温罐加料口，2.4.低温罐排气口，2.5.低温罐进液管接口，2.6.低温罐温度传感器，2.7.低高温罐壁，2.8.低温罐出液管接口，2.9.低温罐法兰，2.10.低温罐脚架，2.11.低温罐出料口。在图5?7中J-1为继电器常开接点，M为循环泵驱动电机，RL为电阻丝加热器件，SR为固态继电器，CO为降压电容，RO为降压电阻，DOl为整流二极管，D02为续流二极管，E为工作电源正极端，Cl为滤波电容，G为零线公共端。在图6、7中:R11为高温控制第一分压电阻，R12为高温控制第二分压电阻，R13为高温控制第三分压电阻，RPll为高温温度调节电位器，R14为高温控制第四分压电阻，R15为高温罐温度传感偏置电阻，SI为高温罐温度传感二极管，Ul为高温控制四运放芯片，R16为高温温度反馈耦合电阻，R17为高温显示放大上偏置电阻，R18为高温显示放大下偏置电阻，R19为高温显示放大反馈电阻，s为高温温度反馈反相信号端，RllO为高温控制放大耦合电阻，RP12为高温控制放大偏置电位器，RP13为高温显当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双温双控组合发酵系统，其特征是：双温双控组合发酵系统总体由高温罐、低温罐、进流管、回流管和循环泵组成；高温罐与低温罐通过进流管、回流管和循环泵连接贯通，构成液料循环均流、均温系统；进流管在高温罐的上部右侧与低温罐的上部左侧连通两罐；回流管和循环泵在高温罐的下部左侧与低温罐的下部右侧连通两罐；回流管与循环泵贯通；高温温度显示屏安装于高温罐的上部前侧；高温温度设置钮安装于高温罐的上部前侧，高温温度显示屏的下侧；低温温度显示屏安装于低温罐的上部前侧；低温温度设置钮安装于低温罐的上部前侧，低温温度显示屏的下侧；双温双控组合发酵系统的温度控制系统由高温罐温度比较环节、高温罐温度偏差放大环节AM1、高温罐控制执行环节EX1、高温罐滞后环节LA1、低温罐温度比较环节、低温罐温度偏差放大环节AM2、循环泵执行环节EX2和低温罐滞后环节LA2构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖祥儒，屈百达，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32