一种生物发酵罐在线监测系统技术方案

本发明专利技术具体公开了一种生物发酵罐在线监测系统，包括罐体、控制系统、信息采集系统、上样系统、动力系统；所述罐体、信息采集系统、上样系统、动力系统均与控制系统连接；所述控制系统还包括存储模块、通讯模块、报警系统。本发明专利技术的装置综合程度较高，可以同时对发酵罐内的温度、pH、压力等参数进行实时监测，根据生产动态情况，设定最适宜的发酵生产的各项参数，本发明专利技术还设置多个分布在发酵罐罐体和附属管路的声光报警器，提高发酵罐生产过程的安全指数，本发明专利技术在上样管路设置进样质量实时检测装置，可以对即将进入发酵罐的原料进行检测，避免不合格原料进入发酵罐，造成发酵罐的损坏或者影响发酵产品的质量，造成经济损失。

On line monitoring system for biological fermentation tank

The invention discloses a on-line monitoring system for biological fermentation tank, comprising a tank, control system, information collection system, sample system and power system; the tank, information collection system, sample system and power system are connected with the control system; the control system also includes a memory module, communication module, alarm system. The invention of the high degree of integrated device, the fermentation tank temperature, pH, pressure and other parameters in real-time monitoring, based on the dynamic production situation, setting the parameters of the most suitable fermentation production, the invention also set up multiple distribution in sound and light alarm Road tube and affiliated fermentor, improve the safety index of fermentation the tank production process, the invention is provided in real time detection device in the sample line, can be used to detect the entering of the fermentation tank to avoid the unqualified raw materials, raw materials into the fermentation tank, fermentation tank quality caused by the damage or affect the fermentation products, resulting in economic losses.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物发酵罐监控系统
，具体地，涉及一种生物发酵罐在线监测系统。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，生物工程的应用也越来越普及，特别是饲料、食品、生物制药等行业。目前生物工程中经常会用到各种生物反应器，生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，它是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。在酒类、医药生产、浓缩果酱、果汁发酵、有机污染物降解方面有重要应用。自吸式发酵罐设备是目前生物工业中较重要的生物反应器，发酵罐是否可以高效运行，这与发酵罐的本身质量如耐高温高压性能、结构密封性、传感器的种类及性能都有密切关系；有些发酵过程是要求严格的无菌操作，这对进入发酵罐前的原料的质量也提出了更高的要求。因此，急需开发一种可以对发酵罐的进料和排料的质量进行实时监控的发酵罐。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提供一种生物发酵罐在线监测系统，已解决现有技术问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种生物发酵罐在线监测系统，包括罐体、控制系统、信息采集系统、上样系统、动力系统；所述罐体、信息采集系统、上样系统、动力系统均与控制系统连接；所述控制系统还包括存储模块、通讯模块、报警系统，所述控制系统采用AT89s51单片机；所述控制系统还包括显示系统和操作键盘，所述报警系统包括分布在发酵罐罐体和附属管路的多个的声光报警器；所述通讯模块与控制系统连接，所述通讯模块为无线WIFI模块，所述无线WIFI模块与用户端无线连接，所述用户端为智能手机或平板电脑。优选地，所述信息采集系统包括温度采集模块、温度控制模块、pH值检测模块、压力监测模块和I/O模块；所述控制系统通过温度采集模块和温度控制模块对温度采集，温度控制系统对罐体内的温度进行控制；所述控制系统通过pH值检测模块对pH值进行采集，pH值控制系统对罐体内的pH值进行控制；所述控制系统通过压力监测模块对罐体内的压力进行监测，压力指示表显出当前压力，通过压力安全装置对罐体内的压力进行调整，所述的温度采样模块采用DS18B20传感器，所述的pH值采样模块采用D09403TRl传感器。优选地，所述动力系统包括搅拌系统、气体供应系统、管道蒸汽供应系统，所述控制系统通过I/O模块编程控制搅拌系统、气体供应系统、信息采集系统和管道蒸汽供应系统。相对于现有技术，本专利技术的有益效果：本专利技术的设备装置综合程度较高，可以同时对发酵罐内的温度、pH、压力等参数进行实时监测，根据生产动态情况，设定最适宜的发酵生产的各项参数进行调节，本专利技术还设置多个分布在发酵罐罐体和附属管路的声光报警器，提高发酵罐生产过程的安全指数，本专利技术还创造性加入WIFI通讯模块，生产工人通过终端在车间内外进行实时监控生产过程，本专利技术在上样管路设置进样质量实时检测装置，可以对即将进入发酵罐的原料进行检测，保证原料复合生产要求，避免不合格原料进入发酵罐，造成发酵罐的损坏或者影响发酵产品的质量，造成经济损失。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术中液体上样管路检测模块的结构示意图。其中：重金属预处理模块-2，pH调节模块-3，测试模块-4，酸性缓冲液盒-31，碱性缓冲液盒-32。图3是图2中测试模块的结构示意图。其中：温控环腔-41，测量槽-42，加热泵-411，温度传感器-412，恒温加热棒-413，DO探头-421，生物膜-422，搅拌装置-423。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。图1的本专利技术的结构示意图，如图1所示，一种生物发酵罐在线监测系统，包括罐体、控制系统、信息采集系统、上样系统、动力系统；所述罐体、信息采集系统、上样系统、动力系统均与控制系统连接；所述控制系统还包括存储模块、通讯模块、报警系统，所述控制系统采用AT89s51单片机；所述控制系统还包括显示系统和操作键盘，所述报警系统包括分布在发酵罐罐体和附属管路的多个声光报警器；所述通讯模块与控制系统连接，所述通讯模块为无线WIFI模块，所述无线WIFI模块与用户端无线连接，所述用户端为智能手机或平板电脑。优选地，所述信息采集系统包括温度采集模块、温度控制模块、pH值检测模块、压力监测模块和I/O模块；所述控制系统通过温度采集模块和温度控制模块对温度采集，温度控制系统对罐体内的温度进行控制；所述控制系统通过pH值检测模块对pH值进行采集，pH值控制系统对罐体内的pH值进行控制；所述控制系统通过压力监测模块对罐体内的压力进行监测，压力指示表显出当前压力，通过压力安全装置对罐体内的压力进行调整，所述的温度采样模块采用DS18B20传感器，所述的pH值采样模块采用D09403TRl传感器。优选地，所述动力系统包括搅拌系统、气体供应系统、管道蒸汽供应系统，所述控制系统通过I/O模块编程控制搅拌系统、气体供应系统、信息采集系统和管道蒸汽供应系统。优选地，所述上样系统包括液体上样管路和固体上样管路和气体上样管路，所述固体上样管路包括输送带和称量模块，所述气体上样管路包括压力泵和电磁阀开关。优选地，所述液体上样管路包括进样管路和与进样管路平行的检测模块，所述进样管路包括流量计和电磁阀开关。本专利技术创造性加入WIFI通讯模块，生产工人通过终端在车间内外进行实时监控生产过程，本专利技术在上样管路设置进样质量实时检测装置，可以对即将进入发酵罐的原料进行检测，保证原料复合生产要求，避免不合格原料进入发酵罐，造成发酵罐的损坏或者影响发酵产品的质量，造成经济损失。作为优选的实施例，以下将详细介绍本专利技术液体上样管路中检测模块的结构和工作原理。因为测试模块中内置有微生物膜，膜上固定有微生物菌体，微生物菌体不耐受重金属离子，和强酸强碱的水环境；所以在样品在进行检测前，需要对样品的重金属离子进行去除，去除重金属离子后，还要条件样品的pH值，以保证样品的pH在膜上的微生物的耐受范围；待测样品的流路依次经过重金属预处理模块和pH调节模块和测试模块，所述测试模块为一种BOD生化需氧量微生物传感器。如图2所示，一种BOD生化需氧量微生物传感器，包括中央控制模块、重金属预处理模块-2，pH调节模块-3，测试模块-4，酸性缓冲液盒-31，碱性缓冲液盒-32；所述中央控制模块还包括存储单元，LED显示屏，控制面板，所述存储单元还包括USB接口，所述USB接口可以将数据拷贝复制到其他设备上。所述重金属预处理模块接种有高浓度的吸收重金属效果较好的藻孢子，待测样品流经该模块时，短时间内其中的藻孢子可以将样品中大部分重金属离子除去，此时样品的重金属离子浓度较低，不会破坏测试模块的微生物膜上固定的微生物。优选地，所述重金属预处理模块包括压力泵，流量计，处理室；所述压力泵和流量计由同一个电磁阀开关控制，所述电磁阀开关与中央处理器电联接，所述电磁阀开关根据处理室的体积和当次接种藻孢子的量控制样品的进液量，以保证重金属离子的去除效果达到最佳状态。更优选地，所述处理室中设置分隔，所述分隔是由膜做成的空腔，空腔内用于接种不同的藻孢子，样品流经不同的分隔室，可以接触不同藻孢子，确保重金属离子可以充分去除。经过上述重金属预处理后，待测样品可能是pH较低的酸性溶液，也可能是pH较高的碱性溶液，由于膜上的微生物有自己的pH耐受本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物发酵罐在线监测系统，包括罐体，其特征在于，还包括控制系统、信息采集系统、上样系统、动力系统；所述罐体、信息采集系统、上样系统、动力系统均与控制系统连接；所述控制系统还包括存储模块、通讯模块、报警系统，所述控制系统采用AT89s51单片机；所述控制系统还包括显示系统和操作键盘，所述报警系统包括分布在发酵罐罐体和附属管路的多个声光报警器；所述通讯模块与控制系统连接，所述通讯模块为无线WIFI模块，所述无线WIFI模块与用户端无线连接，所述用户端为智能手机或平板电脑。

【技术特征摘要】
1.一种生物发酵罐在线监测系统，包括罐体，其特征在于，还包括控制系统、信息采集系统、上样系统、动力系统；所述罐体、信息采集系统、上样系统、动力系统均与控制系统连接；所述控制系统还包括存储模块、通讯模块、报警系统，所述控制系统采用AT89s51单片机；所述控制系统还包括显示系统和操作键盘，所述报警系统包括分布在发酵罐罐体和附属管路的多个声光报警器；所述通讯模块与控制系统连接，所述通讯模块为无线WIFI模块，所述无线WIFI模块与用户端无线连接，所述用户端为智能手机或平板电脑。2.根据权利要求1所述的生物发酵罐在线监测系统，其特征在于，所述信息采集系统包括温度采集模块、温度控制模块、pH值检测模块、压力监测模块和I/O模块；所述控制系统通过温度采集模块和温度控制模块对温度采集，温度控制系统对罐体内的温度进行控制；所述控制系统通过pH值检测模块对pH值进行采集，pH值控制系统对罐体内的pH值进行控制；所述控制系统通过压力监测模块对罐体内的压力进行监测，压力指示表显出当前压力，通过压力安全装置对罐体内的压力进行调整，所述的温度采样模块采用DS18B20传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳汇创联合自动化控制有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44