实时监测发酵进程的生物发酵罐制造技术

本实用新型专利技术属于生物技术领域，具体涉及一种实时监测发酵进程的生物发酵罐，包括发酵罐本体、底罐及顶盖，发酵罐本体内设有搅拌叶片，还包括发酵探测装置，发酵探测装置由探测杆、取样针和信息处理装置组成；取样针安装在探测杆顶端，探测杆的内部设置有粘度探头、温度计探头、pH计探头、碳含量检测器探头、氮含量检测器探头和氧含量检测器探头，各探头均通过转换器与信息处理装置电连接。本实用新型专利技术的生物发酵罐设计了对发酵罐中的碳、氮以及氧含量等参数进行实时检测的发酵探测装置，可以实现对发酵进行的监控，不需要取样就可以了解发酵进程，极大的方便工作人员的工作，对于生物发酵技术具有重要的应用价值。

A bio fermenting tank for real-time monitoring of fermentation process

【技术实现步骤摘要】
实时监测发酵进程的生物发酵罐
本技术属于生物
，具体涉及一种实时监测发酵进程的生物发酵罐。
技术介绍
发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。由于不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，因此，利用不同的微生物就可以生产出人们所需要的多种产物。例如，利用谷氨酸棒状杆菌发酵可以生产味精，利用黄色短杆菌发酵可以生产人们需要的赖氨酸。现代发酵工业产品大多数是好氧微生物发酵产生的，但也有一部分产品是利用厌氧微生物发酵产生的。发酵是一种十分复杂的生物化学反应过程，涉及细胞生长、繁殖和产物合成代谢等等。日常食品中，有许多是直接利用微生物发酵的产品，例如馒头、面包、腐乳、泡菜、葡萄酒、酸奶等。另外一些食品添加剂也是利用发酵生产的，如醋、酱油、乳酸、胡萝卜素、柠檬酸等，它们不仅改善了食品的营养、口感、风味、色泽和性状，有的还可以延长食品的保存期。在发酵的过程中，需要不断的取样以便检测发酵情况，目前的生物发酵罐一般是在罐体上开设一个取样口或者连接一段取样管，从取样口或者取样管的开口处进行取样，取样前和取样后，必须对取样口或取样管的开口进行高温蒸汽消毒和灭菌，以防杂菌进入发酵罐，产生发酵杂质，污染发酵产品。如中国专利CN201320747627.4公开了一种发酵罐，罐体上上设有取样管和取样阀，取样阀安装在取样管上；罐体内设有上下方向的中心搅拌轴，中心搅拌轴上端连接设置在罐体外上方的搅拌电机，中心搅拌轴上设有消泡拨杆，中心搅拌轴中部和下部设有若干根横向搅拌轴，横向搅拌轴上设有搅拌螺旋。这种取样方式往往操作时间长，蒸汽耗量大，安全性能差，并且操作人员易被烫伤，这样的取样方式也不能完全避免发酵罐被杂菌污染，一旦污染损失巨大。中国专利CN201420521036X公开了一种带有取样灭菌装置的微生物肥发酵罐，包括罐体、进气管道和投料口，所述罐体和进气管道直接相连，投料口位于罐体顶部，进气管道上设置有气压表和气压控制阀，所述罐体还连接有取样管道和蒸汽灭菌管道，取样管道与蒸汽灭菌管道相互连通，体与取样管道之间设置有一号开关阀，取样管道与蒸汽灭菌管道的连接处设置有二号开关阀，取样管道的尾部还设置有三号开关阀。本技术结构简单、取样方便、不会对罐体内的微生物造成污染。但是结构复杂，每次取样都需要蒸汽灭菌，复杂的管道也不便于移动发酵罐；取样后需要进行样品分析，过程繁琐。因此，对发酵罐进行改进，从而实现实时检测生物发酵进程对生物技术行业具有重要价值。对于发酵过程而言，发酵液中的碳、氮以及氧含量直接影响着佛教的质量，因此，通过定时对发酵罐中的碳、氮以及氧含量等参数进行检测，就可以实现对发酵进行的监控。鉴于此，在现有的通用型生物发酵罐中设计相应的检测装置，可以极大的方便操作人员的检测工作，提高检测效率。
技术实现思路
为了解决现有技术中发酵罐的取样检测不方便，需要专门的取样装置将发酵液取出，然后在罐外进行分析检测，操作繁杂，容易造成发酵液被污染的问题。本技术提供了一种是实时监测发酵进程的生物发酵罐。本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种实时监测发酵进程的生物发酵罐，包括中空圆柱状的发酵罐本体、与所述发酵罐本体底端一体成型的底罐及与发酵罐本体顶端可拆卸连接的顶盖，所述发酵罐本体内设有搅拌叶片，所述搅拌叶片通过搅拌轴与位于顶盖外壁上的电机连接，所述搅拌轴位于所述发酵罐本体的中心轴线上；所述搅拌叶片有3组～5组，每组所述搅拌叶片沿所述搅拌轴的轴向均匀排列，每一组至少设置有4个搅拌叶片，同一组的搅拌叶片在同一高度；还包括发酵探测装置，所述发酵探测装置由探测杆、取样针和信息处理装置组成，其中，所述探测杆垂直安装在发酵罐本体的内壁上，且处于中间的两组搅拌叶片之间的位置，以防被搅拌叶片碰撞；所述取样针安装在探测杆顶端，所述探测杆的内部中央开设有水平的样品槽，且所述取样针与所述样品槽连通，用于将发酵液注入样品槽中；所述探测杆与发酵罐本体的连接处，设置一微负压发生器，所述微负压发生器的输出端与所述样品槽和进样针连通，用于辅助进样针吸入发酵液。所述样品槽的两侧，依次设置有粘度探头、温度计探头、pH计探头和碳含量检测器探头、氮含量检测器探头、氧含量检测器探头，共六种检测器的探头，保证样品槽中的发酵液与各检测器探头充分接触；所述粘度探头、温度计探头、pH计探头、碳含量检测器探头、氮含量检测器探头、氧含量检测器探头均与信息处理装置电连接；所述信息处理装置安装于所述发酵罐本体的外壁上，其包括转换器、处理器、显示屏和信号灯，其中，所述处理器接收所述转换器传送的各检测器探头的探测结果，并控制显示屏显示实时检测结果；所述处理器根据实时检测结果与预先设定的参数范围的差别，控制信号灯的开闭。进一步地，本技术所述的实时监测发酵进程的生物发酵罐中，所述探测杆与发酵罐本体的连接处，设置一微负压发生器，所述微负压发生器的输出端与所述样品槽和进样针连通，用于辅助进样针吸入发酵液。进一步地，本技术所述的实时监测发酵进程的生物发酵罐中，最靠近顶盖的一组搅拌叶片的外周壁上设置有圆锥凸起，所述圆锥凸起的顶面上设置有针状体。进一步地，本技术所述的实时监测发酵进程的生物发酵罐中，所述底罐底端设有出料口，出料口外设有出料阀，顶盖上设有进料口和出气口；所述出气口内设置有消毒滤网。进一步地，本技术所述的实时监测发酵进程的生物发酵罐中，所述信息处理装置中还包括WiFi信号发射器，所述WiFi信号发射器可以将处理器所接收到的各检测器探头的探测结果，发送到控制中心计算机。进一步地，本技术所述的实时监测发酵进程的生物发酵罐中，所述探测杆外周设有一橡胶保护套。进一步地，本技术所述的实时监测发酵进程的生物发酵罐中，还包括底座，所述底罐通过支架固定在底座上，所述底座下方设有万向轮。进一步地，本技术所述的实时监测发酵进程的生物发酵罐中，所述底罐呈倒锥形。本技术的有益效果：1、本技术的生物发酵罐中设计了发酵探测装置，发酵探测装置由探测杆、取样针和信息处理装置组成；探测杆的内部设置有粘度探头、温度计探头、pH计探头和碳含量检测器探头、氮含量检测器探头、氧含量检测器探头，可以实时监测发酵罐内的粘度、温度、pH值、碳含量、氮含量、氧含量，并通过设置在发酵罐本体外壁上的显示屏实时显示监测信息，从而让工作人员可是随时了解发酵进程；不需要取样、罐外分析检测发酵液就可以了解发酵情况，极大的方便工作人员的工作。2、本技术的生物发酵罐的搅拌叶片与发酵罐内壁时间具有一定的间隙，若是过短会导致靠近发酵罐内壁的气泡不能被刺破，若是过长，会碰到气液管道，容易损坏，将搅拌叶片的长度设置为小于发酵罐内径50mm～80mm。3、本技术的生物发酵罐的发酵液在搅拌过程中会产生大量的气泡，产生的气泡会漂浮在混合液上面，一方面气泡的产生会影响对罐体内混合液的观察，另一方面会影响混合液的混匀效果；在搅拌叶片上设计带有针状体的圆锥凸起能够刺破气泡，所述圆锥凸起的顶点朝外设置，直接与气泡接触，发酵罐内产生的气泡移动到混合液面时与圆锥凸起接触时，被圆锥凸起的顶点刺破，避免气泡在混合液面堆积，进而避免了混合液面产生的气泡影响观察和搅拌效果。4、本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时监测发酵进程的生物发酵罐，包括中空圆柱状的发酵罐本体(1)、与所述发酵罐本体(1)底端一体成型的底罐(2)及与发酵罐本体(1)顶端可拆卸连接的顶盖(3)，所述发酵罐本体(1)内设有搅拌叶片(4)，所述搅拌叶片(4)通过搅拌轴(5)与位于顶盖(3)外壁上的电机(6)连接，所述搅拌轴(5)位于所述发酵罐本体(1)的中心轴线上；所述搅拌叶片(4)有3组～5组，每组所述搅拌叶片(4)沿所述搅拌轴(5)的轴向均匀排列，每一组至少设置有4个搅拌叶片(4)，同一组的搅拌叶片(4)在同一高度；其特征在于，还包括发酵探测装置(7)，所述发酵探测装置(7)由探测杆(8)、取样针(9)和信息处理装置(10)组成，其中，所述探测杆(8)垂直安装在发酵罐本体(1)的内壁上，且处于中间的两组搅拌叶片(4)之间的位置，以防被搅拌叶片(4)碰撞；所述取样针(9)安装在探测杆(8)顶端，所述探测杆(8)的内部中央开设有水平的样品槽(11)，且所述取样针(9)与所述样品槽(11)连通，用于将发酵液注入样品槽(11)中；所述样品槽(11)的两侧，依次设置有粘度探头(12)、温度计探头(13)、pH计探头(14)和碳含量检测器探头(15)、氮含量检测器探头(16)、氧含量检测器探头(17)，共六种检测器的探头，保证样品槽(11)中的发酵液与各检测器探头充分接触；所述粘度探头(12)、温度计探头(13)、pH计探头(14)、碳含量检测器探头(15)、氮含量检测器探头(16)、氧含量检测器探头(17)均与信息处理装置(10)电连接；所述信息处理装置(10)安装于所述发酵罐本体(1)的外壁上，其包括转换器(18)、处理器(19)、显示屏(20)和信号灯(21)，其中，所述处理器(19)接收所述转换器(18)传送的各检测器探头的探测结果，并控制显示屏(20)显示实时检测结果；所述处理器(19)根据实时检测结果与预先设定的参数范围的差别，控制信号灯(21)的开闭。...

【技术特征摘要】
1.一种实时监测发酵进程的生物发酵罐，包括中空圆柱状的发酵罐本体(1)、与所述发酵罐本体(1)底端一体成型的底罐(2)及与发酵罐本体(1)顶端可拆卸连接的顶盖(3)，所述发酵罐本体(1)内设有搅拌叶片(4)，所述搅拌叶片(4)通过搅拌轴(5)与位于顶盖(3)外壁上的电机(6)连接，所述搅拌轴(5)位于所述发酵罐本体(1)的中心轴线上；所述搅拌叶片(4)有3组～5组，每组所述搅拌叶片(4)沿所述搅拌轴(5)的轴向均匀排列，每一组至少设置有4个搅拌叶片(4)，同一组的搅拌叶片(4)在同一高度；其特征在于，还包括发酵探测装置(7)，所述发酵探测装置(7)由探测杆(8)、取样针(9)和信息处理装置(10)组成，其中，所述探测杆(8)垂直安装在发酵罐本体(1)的内壁上，且处于中间的两组搅拌叶片(4)之间的位置，以防被搅拌叶片(4)碰撞；所述取样针(9)安装在探测杆(8)顶端，所述探测杆(8)的内部中央开设有水平的样品槽(11)，且所述取样针(9)与所述样品槽(11)连通，用于将发酵液注入样品槽(11)中；所述样品槽(11)的两侧，依次设置有粘度探头(12)、温度计探头(13)、pH计探头(14)和碳含量检测器探头(15)、氮含量检测器探头(16)、氧含量检测器探头(17)，共六种检测器的探头，保证样品槽(11)中的发酵液与各检测器探头充分接触；所述粘度探头(12)、温度计探头(13)、pH计探头(14)、碳含量检测器探头(15)、氮含量检测器探头(16)、氧含量检测器探头(17)均与信息处理装置(10)电连接；所述信息处理装置(10)安装于所述发酵罐本体(1)的外壁上，其包括转换器(18)、处理器(19)、显示屏(20)和信号灯(21)，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：付荣国，冀伟，
申请(专利权)人：西安青苗生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61