CN102839227A - 发酵罐及料液发酵调配控制方法、设备、系统 - Google Patents

发酵罐及料液发酵调配控制方法、设备、系统 Download PDF

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张能耀
罗建利
王馨
白雪松
杨杰
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/26—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pH

Abstract

本发明公开了一种发酵罐及料液发酵调配控制方法、设备、系统。该方法包括接收料液的pH值信号；将所述pH值信号与预设的pH值目标范围进行对照，若超出了所述pH值目标范围则计算要达到所述pH目标范围所需要添加的酸量或碱量；根据计算得到的所述酸量或碱量向料液添加酸或碱以使料液达到pH值目标范围。通过本发明能够在发酵的过程中对料液进行自动化的调配。

Description

发酵罐及料液发酵调配控制方法、设备、系统
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种发酵罐及料液发酵调配控制方法、设备、系统。
背景技术
将有机废弃物料（包括城市垃圾、人畜粪便、植物秸杆、污水处理厂的剩余污泥等）进行厌氧发酵之前要进行一系列的处理，有机废气物料是以料液的形式进行厌氧发酵，在发酵的过程中料液的发酵环境例如PH值会发生变化，而发酵菌需要在一定的PH值范围内才能保持高效率的发酵，现有的发酵罐缺乏自动化的控制手段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的缺陷，提供一种发酵罐及料液发酵调配控制方法、设备、系统，能够在发酵的过程中对料液进行自动化的调配。
本发明提供一种料液发酵调配控制方法，包括：
接收料液的PH值信号；
将所述PH值信号与预设的PH值目标范围进行对照，若超出了所述PH值目标范围则计算要达到所述PH目标范围所需要添加的酸量或碱量；
根据计算得到的所述酸量或碱量向料液添加酸或碱以使料液达到PH值目标范围。
本发明提供一种料液发酵调配控制设备，包括：
信号获取装置，用于接收料液的PH值信号；
判断装置，用于将所述PH值信号与预设的PH值目标范围进行对照以判断所述PH值信号是否超出了预设的PH值目标范围；
控制装置，用于当所述PH值信号超出了预设的PH值目标范围时，根据所述PH值信号计算要达到PH值目标范围所需要添加的酸量或碱量；
发送装置，用于根据计算得到的所述酸量或碱量发出控制指令，控制加酸执行器或加碱执行器向料液添加酸或碱以使料液达到PH值目标范围。
本发明提供一种料液发酵调配控制系统，包括：
PH值传感器，用于检测容器内料液的PH值；
如上所述的料液发酵调配控制设备；
加酸执行器，用于向容器内添加酸；
加碱执行器，用于向容器内添加碱。
本发明提供一种发酵罐，包括：
发酵罐本体，用于在其内发酵料液；以及
如上所述的料液发酵调配控制系统，用于所述发酵罐本体内料液的发酵调配控制。
本发明提供的可自动调配料液的发酵罐及调配控制方法、设备、系统，通过自动化接收料液的PH值信号，计算要达到PH值目标范围所需要添加的酸或碱量，控制加酸执行器或加碱执行器向料液添加酸或碱以使料液达到PH值目标范围，能够在发酵的过程中对料液进行自动化的调配。
附图说明
图1为本发明料液发酵调配控制方法实施例的流程图；
图2为本发明料液发酵调配控制设备实施例的结构图；
图3为本发明料液发酵调配控制系统第一实施例的结构图；
图4为本发明料液发酵调配控制系统第二实施例的结构图；
图5为本发明发酵罐实施例的结构图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更清楚地理解本发明，下面结合附图做更详细的说明，但这些说明并不用于限制本发明的保护范围。
如图1所示，为本发明料液发酵调配控制方法实施例的流程图，包括：接收料液的PH值信号；将所述PH值信号与预设的PH值目标范围进行对照，若超出了所述PH值目标范围则计算要达到所述PH目标范围所需要添加的酸量或碱量；根据计算得到的所述酸量或碱量向料液添加酸或碱以使料液达到PH值目标范围。由于料液在发酵过程中PH值会不断变化，因此利用本技术方案在整个发酵过程中自动化地将料液PH值保持在预定的PH值范围之内，以保持高的发酵效率。
发酵环境不仅仅包括料液的PH值，温度也是一个重要的因素。优选地，本发明方法进一步包括：接收料液的温度信号；将所述温度信号与预设的温度目标范围进行对照，若超出了所述温度范围则计算要达到所述温度目标范围所需要加热或制冷的时间；根据计算得到的所述加热或制冷的时间对料液加热或制冷以使料液达到温度目标范围。通过本技术方案不仅能自动化地将料液PH值保持在预定的PH值范围之内，还能自动化地将料液温度保持在预定的温度范围之内，进一步提高发酵效率。
如图2所示，为本发明料液发酵调配控制设备实施例的结构图，在第一实施例中，该料液发酵调配控制设备10包括：信号获取装置11，用于接收料液的PH值信号；判断装置12，用于将所述PH值信号与预设的PH值目标范围进行对照以判断所述PH值信号是否超出了预设的PH值目标范围；控制装置13，用于当所述PH值信号超出了预设的PH值目标范围时，根据所述PH值信号计算要达到PH值目标范围所需要添加的酸量或碱量；发送装置14，用于根据计算得到的所述酸量或碱量发出控制指令，控制加酸执行器或加碱执行器向料液添加酸或碱以使料液达到PH值目标范围。
优选地，在第二实施例中，所述信号获取装置11还能够接收料液的温度信号；所述判断装置12将所述温度信号与预设的温度目标范围进行对照以判断所述温度信号是否超出了预设的温度目标范围；当所述温度信号超出了预设的温度目标范围时，所述控制装置13根据所述温度信号计算要达到温度目标范围所需要加热或制冷的时间；所述发送装置14根据计算得到的所述加热或制冷的时间发出控制指令，控制加热执行器或制冷执行器对料液加热或制冷以使料液达到温度目标范围。
如图3所示，为本发明料液发酵调配控制系统第一实施例的结构图，包括：PH值传感器21，用于检测容器内料液的PH值；上述设备第一实施例中所述的料液发酵调配控制设备10；加酸执行器31，用于向容器内添加酸；加碱执行器32，用于向容器内添加碱。所述料液发酵调配控制设备10接收所述PH值传感器21发送的料液的PH值信号，将所述PH值信号与预设的PH值目标范围进行对照以判断所述PH值信号是否超出了预设的PH值目标范围，当所述PH值信号超出了预设的PH值目标范围时，根据所述PH值信号计算要达到PH值目标范围所需要添加的酸量或碱量，根据计算得到的所述酸量或碱量发出控制指令，控制所述加酸执行器31或加碱执行器32向料液添加酸或碱以使料液达到PH值目标范围。
如图4所示，为本发明料液发酵调配控制系统第二实施例的结构图，在第一实施例的基础上还包括：温度传感器22，用于检测容器内料液的温度；加热执行器41，用于对容器内料液进行加热；制冷执行器42，用于对容器内料液进行制冷；所述料液发酵调配控制设备10还接收所述温度传感器22发送的料液的温度信号，将所述温度信号与预设的温度目标范围进行对照以判断所述温度信号是否超出了预设的温度目标范围，当所述温度信号超出了预设的温度目标范围时，根据所述温度信号计算要达到温度目标范围所需要加热或制冷的时间，根据计算得到的所述加热或制冷的时间发出控制指令，控制所述加热执行器41或制冷执行器42对料液加热或制冷以使料液达到温度目标范围。
如图5所示，本发明还提供一种发酵罐，包括：发酵罐本体，用于在其内发酵料液；以及如上第一实施例或第二实施例所述的料液发酵调配控制系统，用于所述发酵罐本体内料液的发酵调配控制。若包括第一实施例中的料液发酵调配控制系统则发酵罐可自动调配料液的PH值，若包括第二实施例中的料液发酵调配控制系统则发酵罐可同时自动调配料液的PH值和温度。
优选地，所述发酵罐本体内设有搅拌装置，用于将料液搅拌均匀。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种料液发酵调配控制方法，其特征在于，包括：
接收料液的PH值信号；
将所述PH值信号与预设的PH值目标范围进行对照，若超出了所述PH值目标范围则计算要达到所述PH目标范围所需要添加的酸量或碱量；
根据计算得到的所述酸量或碱量向料液添加酸或碱以使料液达到PH值目标范围。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
接收料液的温度信号；
将所述温度信号与预设的温度目标范围进行对照，若超出了所述温度范围则计算要达到所述温度目标范围所需要加热或制冷的时间；
根据计算得到的所述加热或制冷的时间对料液加热或制冷以使料液达到温度目标范围。
3.一种料液发酵调配控制设备，其特征在于，包括：
信号获取装置，用于接收料液的PH值信号；
判断装置，用于将所述PH值信号与预设的PH值目标范围进行对照以判断所述PH值信号是否超出了预设的PH值目标范围；
控制装置，用于当所述PH值信号超出了预设的PH值目标范围时，根据所述PH值信号计算要达到PH值目标范围所需要添加的酸量或碱量；
发送装置，用于根据计算得到的所述酸量或碱量发出控制指令，控制加酸执行器或加碱执行器向料液添加酸或碱以使料液达到PH值目标范围。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，
所述信号获取装置还用于接收料液的温度信号；
所述判断装置还用于将所述温度信号与预设的温度目标范围进行对照以判断所述温度信号是否超出了预设的温度目标范围；
所述控制装置还用于当所述温度信号超出了预设的温度目标范围时，根据所述温度信号计算要达到温度目标范围所需要加热或制冷的时间；
所述发送装置还用于根据计算得到的所述加热或制冷的时间发出控制指令，控制加热执行器或制冷执行器对料液加热或制冷以使料液达到温度目标范围。
5.一种料液发酵调配控制系统，其特征在于，包括：
PH值传感器，用于检测容器内料液的PH值；
如权利要求3所述的料液发酵调配控制设备；
加酸执行器，用于向容器内添加酸；
加碱执行器，用于向容器内添加碱。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：
温度传感器，用于检测容器内料液的温度；
加热执行器，用于对容器内料液进行加热；
制冷执行器，用于对容器内料液进行制冷；
所述料液发酵调配控制设备接收所述温度传感器发送的料液的温度信号，将所述温度信号与预设的温度目标范围进行对照以判断所述温度信号是否超出了预设的温度目标范围，当所述温度信号超出了预设的温度目标范围时，根据所述温度信号计算要达到温度目标范围所需要加热或制冷的时间，根据计算得到的所述加热或制冷的时间发出控制指令，控制所述加热执行器或制冷执行器对料液加热或制冷以使料液达到温度目标范围。
7.一种发酵罐，其特征在于，包括：
发酵罐本体，用于在其内发酵料液；以及
如权利要求3-6中任一项所述的料液发酵调配控制系统，用于所述发酵罐本体内料液的发酵调配控制。
8.如权利要求7所述的发酵罐，其特征在于，所述发酵罐本体内设有搅拌装置，用于将料液搅拌均匀。
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