CN106558271B - 一种发酵罐示教模型及其模拟示教方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发酵罐示教模型，该发酵罐示教模型由透明材质制成，并设置有跑马灯带、指示灯及阀门、原料等模拟开关，跑马灯带由开关控制各段的暗灭，通过自动或手动操控各种开关点亮/熄灭不同颜色跑马灯带以显示蒸汽、水、空气、培养基及发酵液等介质的流动方式，从而完整的模拟了发酵罐操作及操作过程中各介质的动作，显示直观、便于理解，示教效果好。本发明还提供了基于上述发酵罐示教模型的模拟示教方法，包括演示状态、操作状态及考核状态，适用于展示、科研及教学，具有重要的意义。

Description

一种发酵罐示教模型及其模拟示教方法

技术领域

本发明涉及一种示教模型，特别是涉及一种发酵罐示教模型及其模拟示教方法。

背景技术

发酵罐是工业上用来进行微生物发酵的装置，广泛应用于饮料、化工、食品、乳品、佐料、酿酒、制药等行业，起发酵作用。发酵罐的组成部件包括：(1)罐体，主要用来培养发酵各种菌体，要求密封性要好，防止罐内菌体被污染；(2)罐体当中有搅拌浆，用于发酵过程当中不停的搅拌；(3)罐体有通气的管道进入，用来通入菌体生长所需要的空气或氧气；(4)罐体的顶盘上有控制传感器，最常用的有pH电极和DO电极，用来监测发酵过程中发酵液pH和DO的变化；(5)控制器，用来显示和控制发酵条件。

目前，发酵罐系统操作实训教学一般都是直接采用发酵罐实罐教学。教学过程中，第一，由于发酵罐系统大多都是由不锈钢构成，加上发酵罐系统对密封性要求非常严格，且设备贵而重，非必要的情况下，都尽可能不对发酵罐进行拆卸教学，而都只是停留在理论讲解。第二，发酵罐系统中通入的蒸汽、空气、水等都是无色透明的流体介质，其流通发酵罐系统管路过程的位置和方向都是学生必须清楚学习掌握的，这部分教学在不锈钢发酵罐系统很难得到充分的直观性体现，学生大多数情况下都只是靠想像而已。第三，由于发酵罐系统实体罐单套整体售价都是非常昂贵的，学校和企业都很难有足够的财力去购买大量的实体罐用于实操教学，因此，经常是十几个学生围着一套实体发酵罐系统进行实操训练，在有限课堂教学课时里，大多数学生都很难有机会完整的进行熟练的实罐操作。第四，从安全方面考虑，实体发酵罐系统属压力容器范畴，也属高温设备，要求上罐操作者都必须持有效的操作许可证方可进行实罐操作，发酵罐实罐操作过程中往往要面对高压气体爆炸、高温蒸汽喷射、高温管路烫伤等不可预估的风险，这对于带着模棱两可的初步理论认识的学生，特别是第一次上实操课的学生，经常会出现错误的操作方式，不仅会对设备造成极大的损坏，还对学生的人身安全产生极大的威胁。

发明内容

本发明提供了一种发酵罐示教模型及其模拟示教方法，其克服了现有技术所存在的不足之处。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发酵罐示教模型，包括透明罐体、透明夹套、若干透明管路及内置于透明罐体、透明夹套及透明管路内的若干跑马灯带，所述跑马灯带为不同颜色LED灯，用于代表不同介质流动方式；

该透明罐体包括配合形成密闭腔体的罐身及罐盖，罐盖上设置有伸入腔体内的搅拌器、用以指示接种口的接种开关及用于指示补给口的补给开关，罐身上设置有若干带指示灯的传感器；

透明夹套包裹于透明罐身外侧；

若干透明管路，由用以指示蒸汽源的蒸汽源开关、用以指示空气源的空气源开关及用以指示水源的水源开关分别连通至透明夹套和/或透明罐体，并由透明夹套和/或透明罐体连通至放料口、排污口及排空口，该些透明管路上设置有若干用于指示管路或罐内压力的压力表、用于指示并调节空气流入量的空气流量计、用于指示空气过滤器的过滤开关及用于控制各段跑马灯带的亮灭以指示管内介质流通的阀门开关；

该些跑马灯带包括用以表示蒸汽的第一颜色跑马灯带，用以表示空气的第二颜色跑马灯带、用以表示水的第三颜色跑马灯带、用以表示培养基的第四颜色跑马灯带及用以表示废液的第五颜色跑马灯带，其中第一颜色跑马灯带至少布设于蒸汽源开关至夹套的管道、夹套内、夹套至放料口或排污口的管道、腔体内、腔体至排空口或排污口或放料口的管道、蒸汽源开关至放料口的管道、蒸汽源开关至空气过滤器的管道、空气过滤器至腔体或排空口的管道，第二颜色跑马灯带至少布设于空气源开关至腔体的管道，腔体内以及腔体至排空口或放料口的管道，第三颜色跑马灯带至少布设于水源开关至夹套的管道、夹套内、夹套至排污口或水循环系统的管道、补给开关至腔体内以及腔体至排污口或放料口的管道，第四颜色跑马灯带至少布设于接种开关至腔体内以及腔体至排污口或放料口的管道，第五颜色跑马灯带至少布设于腔体或夹套至排污口的管道；

该发酵罐示教模型还包括控制系统，该控制系统包括主控模块、触控模块、语音模块、考核模块、开关模块、搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯带模块；

在一演示状态下，主控模块接收触控模块的指令并控制开关模块、搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯模块动作以模拟发酵罐操作以及介质动作状态，同时控制语音模块播报预设语音讲解，同时控制考核模块对上述演示状态下的控制动作实施自检判断并形成自检报告，以确保演示状态下各组件动作正确；

在一操作状态下，主控模块接收触控模块指令，控制语音模块播报预设操作提示，接收开关模块的指令并控制搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯模块动作以模拟发酵罐操作以及介质动作状态，同时控制考核模块对所述指令实施考核并形成操作报告，必要时控制语音模块对考核模块接收到的错误操作进行语音警报；

在一考核状态下，主控模块接收触控模块及开关模块的指令并控制搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯模块动作以模拟发酵罐操作以及介质动作状态，同时控制考核模块对所述指令实施考核并形成成绩报告，必要时控制语音模块对考核模块接收到的错误操作进行语音警报。

优选的，所述透明罐体、透明夹套及透明管路由有机玻璃制成。

优选的，所述传感器包括pH传感器及溶氧传感器，该些传感器分别包括拉环、手柄以及探头，拉环及探头分别设置于手柄两侧，该手柄上设置有螺纹，旋接配合于罐体上以使探头伸入腔体中。

优选的，所述连通于水源开关的管路包括并联的恒温水管路及冷却水管路组成的水循环系统，所述恒温水管路及冷却水管路上分别设置有阀门开关。

优选的，所述补给开关包括补料开关、补酸开关及补碱开关，该些开关用以控制补给开关至腔体内的第三颜色跑马灯带的亮灭。

优选的，该控制系统预编有管消模式、空消模式、实消模式、发酵模式、取样模式、放料模式、清洗模式以及干燥模式，该触控模块生成有相应模式启动按键以启动相应模式中所述各开关、指示灯及跑马灯带按预设程序动作。

优选的，考核模块用于对开关模块的指令与预设程序进行比对，主控模块接收比对异常信号并通过语音模块发出警报。

优选的，所述控制系统还包括通信模块及远程控制单元，主控模块通过通信模块与远程控制单元通信，该远程控制单元用于向所述主控模块灌入控制程序、发送指令至主控模块及接收主控模块的信息并处理、分析、判断后生成操作报告或成绩报告。

优选的，所述主控模块是单片机，所述远程控制单元是智能手机、计算机或平板。

一种基于上述发酵罐示教模型的模拟示教方法，是根据教学需要，编制控制所述发酵罐示教模型的运行方式的程序至主控模块并于触控模块上生成相应按键，所述运行方式包括演示状态、操作状态及考核状态，各状态分别包括管消模式、空消模式、实消模式、发酵模式、取样模式、放料模式、清洗模式以及干燥模式，

在演示状态下，按常规发酵罐操作规程依次启动相应模式，语音模块播放预录的示教内容及注意事项进行语音讲解，主控模块按预设程序依次控制各开关的启闭进而控制各段跑马灯带的点亮或熄灭以并控制搅拌器以及指示灯的动作，以演示操作方式及操作后介质流动方式，考核模块用于自检判断演示过程各组件控制动作是否正确；

在操作状态下，启动指定模式，语音模块播放预录的操作步骤提示及注意事项进行语音讲解，考核模块将手动操作开关输入的指令与预设程序比对判断正误，语音模块对错误指令进行警报，同时考核模块生成操作报告。

在考核状态下，启动指定模式，考核模块将手动操作开关输入的指令与预设程序比对判断正误，语音模块对错误指令进行警报，同时考核模块生成成绩报告。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1.发酵罐示教模型由透明材质制成，并设置有跑马灯带、指示灯及阀门、原料等模拟开关，跑马灯带由开关控制各段的暗灭，通过自动或手动操控各种开关点亮/熄灭不同颜色跑马灯带以显示蒸汽、水、空气、培养基及发酵液等介质的流动方式，从而完整的模拟了发酵罐操作及操作过程中各介质的动作，显示直观、便于理解，示教效果好。

2.发酵罐示教模型造价低，可进行多次拆装，操作方便，且不触及高温高压，错误操作不造成危害，保障使用者尤其初学者的人身安全。

3.发酵罐示教模型具有演示状态、操作状态及考核状态，演示状态下进行语音讲解及按程序的自动动作以起到示教作用，操作状态下进行操作语音提示及手动操控各开关并由考核模块判断正误并生成操作报告，考核状态下无语音提示及手动操控各开关并由考核模块判断正误并生成成绩报告，适用于展示、科研、教学及考核，具有重要的意义。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种发酵罐示教模型及其模拟示教方法不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明一实施例的罐体结构示意图；

图2是本发明一实施例的传感器结构示意图；

图3是本发明一实施例的管路连接示意图；

图4是本发明一实施例的控制系统框图。

具体实施方式

以下以一具体的发酵罐示教模型结构为例对本发明做具体的说明，本领域技术人员应当可以理解，其管路布局及连接方式仅为示例，并不以此为限。

本实施例的发酵罐示教模型包括透明罐体、透明夹套、若干透明管路及内置于透明罐体、透明夹套及透明管路内的若干跑马灯带，跑马灯带用于代表介质流动方式。透明罐体、透明夹套及透明管路由有机玻璃制成。参考图1，透明罐体包括配合形成密闭腔体的罐身1及罐盖2，罐盖2上设置有伸入腔体内的搅拌器21、用以指示接种口的接种开关22及用于指示补给口的补给开关23，补给开关包括补料开关、补酸开关及补碱开关。罐身上设置有若干带指示灯的传感器11。参考图2，传感器3包括pH传感器及溶氧传感器，该些传感器分别包括拉环31、手柄32以及探头33，拉环31及探头33分别设置于手柄32两侧，该手柄上设置有螺纹，旋接配合于罐体上以使探头33伸入腔体中。透明夹套3包裹于透明罐盖外侧。透明管路与透明罐体和/或透明夹套连通。

参考图3，LED跑马灯带的颜色表述如下，其中R、B、G、W及H代表阀门开关：

(1)管路：蒸汽源-R1-R2-R6-R3-R4-R5，颜色：红色，单色LED跑马灯带；

(2)管路：空气源-B1-B2-B3-B4，颜色：蓝色，单色LED跑马灯带；

(3)管路：B4-R6-B5-B6-B12-B13-B7-B5-R3-B8-罐内-B9-B11，颜色：红色、蓝色，双色LED跑马灯带；

(4)管路：水源-G1-G2-G3-G4-G5-G6，颜色：绿色，单色LED跑马灯带；

(5)管路：G5-G6-W3-W4-夹套-R4-G7-G8-W1，颜色：红色、绿色，双色LED跑马灯带；

(6)管路：G7-G10-G11-G9-G8，颜色：绿色，单色LED跑马灯带；

(7)管路：W1-W5，颜色：红色、绿色、白色，三色LED跑马灯带；

(8)管路：W2-W3-W4，颜色：红色、绿色、白色，三色LED跑马灯带；

(9)管路：罐内-H1-W2-R5-H2-H3，颜色：红色、黄色、白色、蓝色，四色LED跑马灯带；

(10)管路：接种口-罐腔，颜色：黄色、绿色，双色LED跑马灯带；

(11)管路：补料补酸碱口-罐腔，颜色：绿色，单色LED跑马灯带。

发酵罐示教模型还包括控制系统，参考图4，该控制系统包括主控模块、触控模块、语音模块、考核模块、开关模块、搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯带模块。在一演示状态下，主控模块接收触控模块的指令并控制开关模块、搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯模块动作以模拟发酵罐操作以及介质动作状态，同时控制语音模块播报预设语音讲解，同时控制考核模块对上述演示状态下的控制动作实施自检判断并形成自检报告，以确保演示状态下各组件动作正确；在一操作状态下，主控模块接收触控模块指令，控制语音模块播报预设操作提示，接收开关模块的指令并控制搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯模块动作以模拟发酵罐操作以及介质动作状态，同时控制考核模块对所述指令实施考核并形成操作报告，必要时控制语音模块对考核模块接收到的错误操作进行语音警报；在一考核状态下，主控模块接收触控模块及开关模块的指令并控制搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯模块动作以模拟发酵罐操作以及介质动作状态，同时控制考核模块对所述指令实施考核并形成成绩报告，必要时控制语音模块对考核模块接收到的错误操作进行语音警报。

控制系统还包括通信模块及远程控制单元，主控模块通过通信模块与远程控制单元通信，该远程控制单元用于向所述主控模块灌入控制程序、发送指令至主控模块及接收主控模块的信息并处理、分析、判断后生成操作报告或成绩报告。主控模块可以是单片机，远程控制单元可以是智能手机、计算机或平板。

以下具体演示基于上述发酵罐示教模型的模拟示教方法。

3.1演示状态

按下操作控制模块中的“自动”开关及欲示教模块，启动相应的自动模拟操作示教，再次按下时停止示教。

3.1.1管消

按下“1.管消”键，启动管消模拟操作语音讲解，同步以LED跑马灯方式进行操作过程示教。

3.1.1.1蒸汽管路排水

语音讲解：管消即利用蒸汽高温高压消杀与发酵罐罐腔直接连接的管路及配件，并使其在消杀后处于无菌状态。管消第一步，蒸汽管路排水。蒸汽管路排水操作的目的是排出管道内的蒸汽冷凝水。首先，请确认罐底阀门开关H1、H2处于关闭状态。随后，请开启“蒸汽源”开关。

同步示教：自动开启并点亮“蒸汽源”模块。

语音讲解：按序打开阀门开关R2、R5，慢慢打开W2，排出管道内冷凝水至排污管道。

同步示教：按序依次自动打开并点亮阀门开关R2、R5、W2、W4。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，从蒸汽源开始跑马灯式点亮管路直至排污管W4点亮。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R5→W2→W4。

语音讲解：冷凝水排尽后，关闭阀门开关W2、R5。蒸汽管路排水操作结束。

同步示教：自动关闭并熄灭阀门开关W4、W2、R5。同时，关闭管路“W4→W2→R5→R2”的LED灯带。

3.1.1.2空气过滤器灭菌

语音讲解：管消第二步，空气过滤器灭菌。目的是对空气过滤器及空气管路进行灭菌，以保证通过罐腔内的空气为无菌气体。首先，请确认阀门开关B4、B8、R3处于关闭状态，调节阀门开关R2开启大小，使其上方压力表压在0.13-0.16MPa之间，最大不得超过0.2MPa。随后，缓慢打开阀门开关R6，微开B6，打开B7，微开B13，使得只有少量蒸汽经B6和B13流出。

同步示教：按序依次自动开启并点亮阀门开关R6、B6、B7、B13。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：R2→R6→B5→B6→B12，B5→B7→B13→B12。

语音讲解：调节阀门开关R6，使空气过滤器B5上方压力表显示压力控制在0.11～0.12MPa之间，最高不得超过0.13MPa，蒸汽流量也不能太大，否则会损坏空气过滤器滤芯，使其失去过滤能力。过滤器灭菌时间一般为30分钟。到时间后依次关闭阀门开关B13、B6、R6、R2，最后关闭“蒸汽源”开关。空气过滤器灭菌操作结束。

同步示教：按序依次自动关闭阀门开关B13、B6、R6、R2，最后关闭“蒸汽源”开关。同时，依次关闭管路“B12→B13→B7”、“B12→B6→B7→B5→R6→R2→R1→蒸汽源”的LED灯带。

3.1.1.3吹干空气过滤器

语音讲解：管消第三步，吹干空气过滤器。目的是对空气过滤器及空气管路进行干燥，防止冷凝水堆积造成染菌，并保证通过罐腔内的空气为无菌干燥气体。首先，请开启“空气源”开关。

同步示教：自动开启并点亮“空气源”模块。

语音讲解：依次打开阀门开关B2、B4，微开B6。打开B7，缓慢打开B13。注意，阀门开关B13应慢慢打开，使空气流量逐渐上升，防止损坏空气过滤器滤芯。

同步示教：按序依次自动开启并点亮阀门开关B2、B4、B6、B7、B13。同时，相应的管路蓝色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表空气流通方向，具体方向如下：空气源→B1→B2→B3→B4→B5→B6→B12，B5→B7→B13→B12。

语音讲解：调节“空气流量计”B3，控制空气流量VVM＝0.3。吹干空气过滤器约20分钟后，依次关闭阀门开关B13、B7、B6，使空气过滤器及空气管路保持正压状态，避免再次被污染。吹干空气过滤器操作结束。

同步示教：按序依次自动关闭阀门开关B13、B7、B6。同时，依次关闭管路“B12→B13→B7”、“B12→B6”的LED灯带。

语音讲解：管消操作结束，请关闭“管消”模块。

同步示教：待手动关闭“1.管消”模块后，所有阀门开关及管路LED灯带自动关闭。

3.1.2空消

按下“2.空消”键，启动空消模拟操作语音讲解，同步以LED跑马灯方式进行操作过程示教。

语音讲解：空消，即利用蒸汽高温高压消杀未装入任何介质的发酵罐罐腔，并使其在消杀后处于无菌状态。在空消操作前，需先对发酵罐系统进行管消操作。在本次操作开始前，默认发酵罐系统已进行了管消，并处于管消后空气过滤器及空气管路保持正压的状态。

同步示教：依次自动打开“空气源”开关，阀门开关B2、B4。同时，相应的管路蓝色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表空气流通方向，具体方向如下：空气源→B1→B2→B3→B4→B5→B7。

3.1.2.1夹套排水

语音讲解：现在开始空消操作，第一步，夹套排水。首先，请确认接种口、补料口、电极插孔堵塞等紧固。注意：发酵罐罐盖密封螺栓应对称拧，螺栓和各接口螺母牢靠即可，不要拧得过紧，防止损坏螺栓和橡胶密封圈。

同步示教：接种口、补料口、电极处的开关灯自动点亮5秒后自动关闭。

语音讲解：检查进冷水阀门开关G6，进恒温水阀门G5，出冷水阀门开关G8，出恒温水阀门G7，排污管阀门W1，是否已经关闭。

同步示教：阀门开关G5、G6、G7、G8、W1自动点亮5秒后自动关闭。

语音讲解：依次打开“蒸汽源”开关，阀门开关R2、R4、W3，利用蒸汽排出夹套中的水。

同步示教：依次自动打开“蒸汽源”开关，阀门开关R2、R4、W3。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R4→G12→夹套→W3→W4。

语音讲解：注意观察夹套压力表G12，不要超过夹套最大工作压力。夹套中的冷水排尽后，微开排污管阀门开关W3。夹套排水操作结束。

同步示教：夹套压力表G12自动点亮5秒后自动关闭。

3.1.2.2蒸汽进罐空消

语音讲解：空消第二步，蒸汽进罐空消。首先，请检查阀门开关B6、B7、H1、H2处于关闭状态。随后按序依次打开阀门开关R3，B13，排出管路凝结水后,阀门开关B13转为微开。

同步示教：阀门开关B6、B7、H1、H2自动点亮5秒后自动关闭。随后，自动按序依次打开阀门开关R3、B13。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R3→B13→B12。

语音讲解：打开罐底阀门开关R5、H2，排出蒸汽管路冷凝水后H2转为微开。

同步示教：自动按序依次打开阀门开关R5、H2。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R5→H2→H3。

语音讲解：稍开B8，通过进气管向罐中通蒸汽。打开H1使蒸汽通过放料管进入罐内。微开阀门开关B9。至此，发酵罐处于夹套、罐顶、罐底三路蒸汽加热的空消状态。

同步示教：自动依次打开阀门开关B8、H1、B9。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R3→B8→罐内→B9→B11，蒸汽源→R1→R2→R5→H1→罐内→B9→B11。

语音讲解：观察罐盖排气管B9阀门开关边上的压力表，通过调节阀门开关B8、H1、B9的开度，使罐压达到并稳定在0.11～0.12MPa之间，请勿超压。注意，在调节空气或蒸汽流量的大小时，当有多个阀门可调节时，一般是调节与发酵罐距离最近的阀门。

同步示教：阀门开关B9边的压力表B14自动点亮。

语音讲解：当罐压达到0.11～0.12MPa之间时，对应温度为121度，空消计时开始，一般空消时间为30-50分钟。此时，可以关闭夹套内的蒸汽，即关闭阀门开关R4，但需打开阀门开关W3，否则空消过程可能会将发酵罐内筒体压扁，造成设备损坏。

同步示教：自动关闭阀门开关R4。同时，关闭管路“R4→G12→夹套→W3→W4”的LED灯带。

语音讲解：计时结束后，按序依次关闭阀门开关B13、B8、R3。关闭罐顶进罐内蒸汽。

同步示教：自动按序依次关闭阀门开关B13、B8、R3。同时，依次关闭管路“B12→B13→R3”、“罐内→B8→R3”的LED灯带。

语音讲解：随后，打开阀门开关B7，再稍开B8向罐内通无菌空气。

同步示教：自动按序依次打开阀门开关B7、B8。同时，相应的管路蓝色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表空气流通方向，具体方向如下：空气源→B1→B2→B3→B4→B5→B7→B8→罐内→B9→B11。

语音讲解：按序依次关闭罐底阀门开关H2、R5。关闭罐底进罐内蒸汽。

同步示教：自动按序依次关闭阀门开关H2、R5。同时，依次关闭管路“H3→H2→R5”、“罐内→H1→R5”的LED灯带，以及管路“罐内→B9→B11”的红色LED灯带(保持此管路蓝色LED灯带点亮)。

语音讲解：慢慢打开罐底阀门开关H2，排出罐内冷凝水。注意：阀门开关H2要慢慢打开，防止罐内热水喷出造成烫伤。

同步示教：自动打开阀门开关H2。同时，相应的管路蓝色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表空气流通方向，具体方向如下：罐内→H1→H2→H3。

语音讲解：排尽罐内的冷凝水后，按序依次关闭阀门开关H2、H1。

同步示教：自动按序依次关闭阀门开关H2、H1。同时，关闭管路“H3→H2→H1→罐内”的LED灯带。

语音讲解：各进罐蒸汽阀门关闭后，罐体降温过程中罐压将会快速下降，注意观察罐顶出气口压力表，为防止罐内产生负压，吸入外界空气，要适时调节阀门开关B8和B9，使罐压维持在0.03-0.05MPa之间。空消操作结束，请关闭“空消”模块。

同步示教：待手动关闭“2.空消”模块后，所有阀门开关及管路LED灯带自动关闭。

3.1.3实消

按下“3.实消”键，启动实消模拟操作语音讲解，同步以LED跑马灯方式进行操作过程示教。

语音讲解：实消，即将发酵培养基装入发酵罐罐腔后，利用蒸汽高温高压消杀发酵罐罐腔及其内发酵培养基，并使其在消杀后处于无菌状态。在实消操作前，需先对发酵罐系统进行管消和空消操作。在本次操作开始前，默认发酵罐系统已进行了管消和空消，并处于管消和空消后的状态，即空气路和罐腔处于灭菌后的无菌正压状态，罐内压力维持在0.03-0.05MPa之间。

同步示教：自动按序依次打开“空气源”开关，及阀门开关B2、B4、B7、B8、B9。同时，相应的管路蓝色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表空气流通方向，具体方向如下：空气源→B1→B2→B3→B4→B5→B7→B8→罐内→B9→B11。

3.1.3.1培养基装罐

语音讲解：现在开始实消操作。第一步，培养基装罐。在培养基装罐前，需对pH和溶氧电极进行标定，并安装于罐腔的电极孔内。

同步示教：pH和溶氧电极自动点亮5秒后自动关闭。

语音讲解：首先，请先将罐腔内泄压。关闭空气进罐阀门开关B8，开大罐顶放气阀门开关B9，卸去罐内压力。

同步示教：自动关闭阀门开关B8，打开阀门开关B9。同时，关闭管路“B8→罐内→B9→B11”的LED灯带。

语音讲解：确定罐内压力已全部泄完后，方可安装已标定了的电极。注意：第一，不可在有罐压的情况下拔插电极。第二，安装电极时，注意螺圈的方向，若螺圈装反，螺口处会留下缝隙，并且无法固定牢固，在罐压较大时会崩开，造成危险。第三，电极使用后，若有带菌，应先用75％酒精浸泡消毒，之后装回电极盒中。pH电极应插入装有3M氯化钾电极保护液的保护套内。

同步示教：pH和溶氧电极自动点亮5秒后自动关闭。

语音讲解：电极装好，确认罐底阀门开关H1、H2、W2、R5处于关闭状态。然后，从接种口向罐腔内装入按工艺要求配制培养基。

同步示教：阀门开关H1、H2、W2、R5自动点亮5秒后自动关闭。随后，自动打开“接种口”开关，同时，相应的管路黄色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表培养基流通方向，具体方向如下：接种口→罐内。同时，罐腔内壁横着的黄色LED灯带由底部向上跑马灯式点亮至罐腔2/3处，代表罐腔内已装入培养基。

语音讲解：培养基装罐后，旋紧接种口盖。培养基装罐操作完成。

同步示教：自动关闭“接种口”开关，同时，关闭管路“接种口→罐内”的LED灯带。

3.1.3.2蒸汽进夹套

语音讲解：实消第二步，蒸汽进夹套。首先，检查进冷水阀门开关G6，进恒温水阀门G5，出冷水阀门开关G8，出恒温水阀门G7，排污管阀门W1，是否已经关闭。

同步示教：阀门开关G5、G6、G7、G8、W1自动点亮5秒后自动关闭。

语音讲解：依次打开“蒸汽源”开关，阀门开关R2、R4、W3，利用蒸汽排出夹套中的水。

同步示教：依次自动打开“蒸汽源”开关，及阀门开关R2、R4、W3。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R4→G12→夹套→W3→W4。

语音讲解：注意观察夹套压力表G12，不要超过夹套最大工作压力。夹套中的冷水排尽后，微开排污管阀门开关W3。蒸汽进夹套操作结束

同步示教：夹套压力表G12自动点亮5秒后自动关闭。

3.1.3.3蒸汽进罐实消

语音讲解：实消第三步，蒸汽进罐实消。首先，请检查阀门开关B6、B7、H1、H2处于关闭状态。随后按序依次打开阀门开关R3，B13，排出管路凝结水后,阀门开关B13转为微开。

同步示教：阀门开关B6、B7、H1、H2自动点亮5秒后自动关闭。随后，自动按序依次打开阀门开关R3、B13。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R3→B13→B12。

语音讲解：打开罐底阀门开关R5、H2，排出蒸汽管路冷凝水后H2转为微开。

同步示教：自动按序依次打开阀门开关R5、H2。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R5→H2→H3。

语音讲解：稍开B8，通过进气管向罐中通蒸汽。打开H1使蒸汽通过放料管进入罐内。微开阀门开关B9。至此，发酵罐处于夹套、罐顶、罐底三路蒸汽加热的空消状态。

同步示教：自动依次打开阀门开关B8、H1、B9。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R3→B8→罐内→B9→B11，蒸汽源→R1→R2→R5→H1→罐内→B9→B11。

语音讲解：观察罐盖排气管B9阀门开关边上的压力表，通过调节阀门开关B8、H1、B9的开度，使罐压达到并稳定在0.11～0.12MPa之间，请勿超压。注意，在调节空气或蒸汽流量的大小时，当有多个阀门可调节时，一般是调节与发酵罐距离最近的阀门。

同步示教：阀门开关B9边的压力表B14自动点亮。

语音讲解：当罐压达到0.11～0.12MPa之间时，对应温度为121度，实消计时开始，一般实消时间为30-50分钟。此时，可以关闭夹套内的蒸汽，即关闭阀门开关R4，但需打开阀门开关W3，否则空消过程可能会将发酵罐内筒体压扁，造成设备损坏。

同步示教：自动关闭阀门开关R4。同时，关闭管路“R4→G12→夹套→W3→W4”的LED灯带。

语音讲解：计时结束后，按序依次关闭阀门开关B13、B8、R3。关闭罐顶进罐内蒸汽。

同步示教：自动按序依次关闭阀门开关B13、B8、R3。同时，依次关闭管路“B12→B13→R3”、“罐内→B8→R3”的LED灯带。

语音讲解：按序依次关闭罐底阀门开关H2、R5。关闭罐底进罐内蒸汽。

同步示教：自动按序依次关闭阀门开关H2、R5。同时，依次关闭管路“H3→H2→R5”、“罐内→H1→R5”的LED灯带，以及管路“罐内→B9→B11”的红色LED灯带。

语音讲解：随后，打开阀门开关B7，再稍开B8向罐内通无菌空气。

同步示教：自动按序依次打开阀门开关B7、B8。同时，相应的管路蓝色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表空气流通方向，具体方向如下：空气源→B1→B2→B3→B4→B5→B7→B8→罐内→B9→B11。

语音讲解：各进罐蒸汽阀门关闭后，罐体降温过程中罐压将会快速下降，注意观察罐顶出气口压力表，为防止罐内产生负压，吸入外界空气，要适时调节阀门开关B8和B9，使罐压维持在0.03-0.05MPa之间。自然冷却10分钟左右，可向夹套内通循环冷水加速冷却，操作如下：关闭阀门开关W1、W3、G5、G7，打开“水源”开关，及阀门开关G2、G6、G8。

同步示教：自动关闭阀门开关W1、W3、G5、G7。自动打开“水源”开关，及阀门开关G2、G6、G8。同时，相应的管路绿色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表水流通方向，具体方向如下：水源→G1→G2→G4→G6→夹套→G8→G4。

语音讲解：当罐内温度降至发酵培养所需温度时，关闭夹套冷却水循环，打开夹套恒温水循环，使用发酵罐内培养基温度保持发酵培养所需温度的恒温状态。操作如下：关闭阀门开关G8、G6，打开阀门开关G5、G7。

同步示教：自动关闭阀门开关G8、G6，同时，关闭管路“G4→G6→夹套→G8→G4”的LED灯带。随后，自动打开阀门开关G5、G7，同时，相应的管路绿色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表水流通方向，具体方向如下：水源→G1→G2→G3→G5→夹套→G7→G3。

语音讲解：实消操作结束，请关闭“实消”模块。

同步示教：待手动关闭“3.实消”模块后，所有阀门开关及管路LED灯带自动关闭。

3.1.4发酵

按下“4.发酵”键，启动空消模拟操作语音讲解，同步以LED跑马灯方式进行操作过程示教。

语音讲解：发酵，即将菌种通过无菌操作方式接入发酵罐罐腔内的发酵培养基进行菌种扩大化发酵培养，并对发酵过程、条件等进行工艺控制。在发酵操作前，需先对发酵罐系统进行管消、空消和实消操作。在本次操作开始前，默认发酵罐系统已进行了管消、空消和实消，并处于管消、空消和实消后的状态，即空气路、罐腔、培养基处于灭菌后的无菌正压状态，罐内压力维持在0.03-0.05MPa之间，夹套处于恒温水循环状态。

同步示教：自动按序依次打开“空气源”开关，及阀门开关B2、B4、B7、B8、B9。同时，相应的管路蓝色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表空气流通方向，具体方向如下：空气源→B1→B2→B3→B4→B5→B7→B8→罐内→B9→B11。随后，自动依次打开“水源”开关，及阀门开关G2、G5、G7。同时，相应的管路绿色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表水流通方向，具体方向如下：水源→G1→G2→G3→G5→夹套→G7→G3。最后，罐腔内壁横着的黄色LED灯带由底部向上跑马灯式点亮至罐腔2/3处，代表罐腔内已装入培养基。

3.1.4.1接种

语音讲解：发酵操作第一步，接种，即将摇瓶培养的种子液接入发酵罐内培养基进行扩大化培养。接种过程应严格要求无菌操作，需用酒精棉擦洗罐顶接种口，用接种圈套住接种口，在接种圈内围上95％的酒精棉。接种时，点燃接种圈内的酒精棉，通过火焰无菌封住接种口。

同步示教：接种口自动点亮5秒后自动关闭。

语音讲解：调小进气阀B8，减少进气量，但不能关闭，否则罐压跌零，引起污染。拧松接种口螺母，检查罐内压力是否在0.01MPa以下，点燃接种圈内的酒精棉；拧下接种口盖，并将其放入预先准备的盛有酒精的培养皿中。旋转菌种瓶的瓶口在火焰上烧一会儿，并在火焰下拔下瓶塞，迅速将菌种倒入发酵罐内。

同步示教：自动打开接种口开关，同时，相应的管路黄色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表培养基流通方向，具体方向如下：接种口→罐内。

语音讲解：接种结束后，盖上接种口盖，拧紧接种口盖，灭火焰。用酒精棉将接种口擦洗干净。调节进气阀A16及排气阀A17，达到工艺要求的通气量及保持罐压在0.05～0.10MPa之间。接种操作结束。

同步示教：自动关闭接种口开关，同时，关闭管路“接种口→罐内”的LED灯带。

3.1.4.2发酵培养

语音讲解：发酵操作第二步，发酵培养。按照工艺要求调节通气量、罐压、培养温度，pH值及搅拌转速。以30L/h，0.05～0.10MPa，37℃，80rpm为例。通过调节阀门开关B8和B9开度，使通气量为30L/h，罐压为0.05～0.10MPa。通过夹套恒温水循环，使用发酵温度处于恒温37度。通过调节搅拌器转速，进行搅拌培养。通过补酸碱口加入酸或碱液，调节培养液的pH值。

同步示教：自动打开搅拌器的电机开关，带动搅拌器转动。自动打开补酸碱口开关，同时，相应的管路绿色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表酸碱液流通方向，具体方向如下：接种口→罐内。

语音讲解：到此，发酵罐系统处于发酵培养状态。发酵操作结束。请关闭“发酵”模块。

同步示教：待手动关闭“4.发酵”模块后，所有阀门开关及管路LED灯带自动关闭。

3.1.5取样

按下“5.取样”键，启动取样模拟操作语音讲解，同步以LED跑马灯方式进行操作过程示教。

语音讲解：取样，即根据工艺要求取出适量发酵罐罐腔内的发酵液进行检测分析。在取样操作前，发酵罐系统应处于发酵培养状态，即空气路进罐腔提供压力和氧气，搅拌器处于搅拌状态，补酸碱口处于调节pH值状态，夹套处于恒温水循环状态。

同步示教：(1)自动按序依次打开“空气源”开关，及阀门开关B2、B4、B7、B8、B9。同时，相应的管路蓝色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表空气流通方向，具体方向如下：空气源→B1→B2→B3→B4→B5→B7→B8→罐内→B9→B11。(2)自动依次打开“水源”开关，及阀门开关G2、G5、G7。同时，相应的管路绿色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表水流通方向，具体方向如下：水源→G1→G2→G3→G5→夹套→G7→G3。(3)自动打开搅拌器电机开关，带动搅拌器转动。(4)自动打开补酸碱口开关，同时，相应的管路绿色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表酸碱液流通方向，具体方向如下：接种口→罐内。(5)罐腔内壁横着的黄色LED灯带由底部向上跑马灯式点亮至罐腔2/3处，代表罐腔内已装入培养基。

语音讲解：取样口灭菌。请检查阀门开关W2、H1处于关闭状态。随后，打开“蒸汽源”开关，及阀门开关R2、R5，微开H2，保持蒸汽灭菌5分钟。

同步示教：自动依次打开“蒸汽源”开关，及阀门开关R2、R5、H2。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R5→H2→H3。

语音讲解：取样口灭菌结束后，依次关闭阀门开关H2、R5。

同步示教：自动关闭阀门开关H2、R5。同时，关闭管路“H3→H2→R5”的LED灯带。

语音讲解：开始取样。依次打开阀门开关H1、H2，先从放料口放出少量的管道残液，再取适量样品于取样瓶中。

同步示教：自动依次打开阀门开关H1、H2。同时，相应的管路黄色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表罐内发酵液流通方向，具体方向如下：罐内→H1→H2→H3。

语音讲解：取样后，立即依次关闭阀门开关H1、H2。

同步示教：自动依次关闭阀门开关H1、H2。同时，关闭管路“罐内→H1→H2→H3”的LED灯带。

语音讲解：取样结束后，应立即对取样口进行再次灭菌。打开阀门开关R5，微开H2，保持蒸汽灭菌10分钟。

同步示教：自动依次打开“蒸汽源”开关，及阀门开关R2、R5、H2。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R5→H2→H3。

语音讲解：取样口灭菌结束后，依次关闭阀门开关H2、R5。

同步示教：自动关闭阀门开关H2、R5。同时，关闭管路“H3→H2→R5”的LED灯带。

语音讲解：取样操作结束。请关闭“取样”模块开关。

同步示教：待手动关闭“5.取样”模块后，所有阀门开关及管路LED灯带自动关闭。

3.1.6放料

按下“6.放料”键，启动放料模拟操作语音讲解，同步以LED跑马灯方式进行操作过程示教。

语音讲解：放料，即发酵结束后，将发酵液从发酵罐罐腔内放出。在放料操作前，发酵罐系统应处于发酵培养状态，即空气路进罐腔提供压力和氧气，搅拌器处于搅拌状态，补酸碱口处于调节pH值状态，夹套处于恒温水循环状态。

同步示教：(1)自动按序依次打开“空气源”开关，及阀门开关B2、B4、B7、B8、B9。同时，相应的管路蓝色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表空气流通方向，具体方向如下：空气源→B1→B2→B3→B4→B5→B7→B8→罐内→B9→B11。(2)自动依次打开“水源”开关，及阀门开关G2、G5、G7。同时，相应的管路绿色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表水流通方向，具体方向如下：水源→G1→G2→G3→G5→夹套→G7→G3。(3)自动打开搅拌器电机开关，带动搅拌器转动。(4)自动打开补酸碱口开关，同时，相应的管路绿色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表酸碱液流通方向，具体方向如下：接种口→罐内。(5)罐腔内壁横着的黄色LED灯带由底部向上跑马灯式点亮至罐腔2/3处，代表罐腔内已装入培养基。

语音讲解：放料操作第一步，结束发酵培养。关闭搅拌器电机停止搅拌。关闭阀门开关G7、G5、G2，及“水源”开关，停止夹套水路循环。

同步示教：自动关闭搅拌器电机停止搅拌。自动关闭阀门开关G7、G5、G2，及“水源”开关，同时，关闭管路“水源→G1→G2→G3→G5→夹套→G7→G3”的LED灯带。

语音讲解：放料操作第二步，放料口灭菌。打开“蒸汽源”开关，及阀门开关R2、R5，微开H2，保持蒸汽灭菌5分钟。

同步示教：自动依次打开“蒸汽源”开关，及阀门开关R2、R5、H2。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R5→H2→H3。

语音讲解：放料口灭菌结束后，依次关闭阀门开关H2、R5。

同步示教：自动关闭阀门开关H2、R5。同时，关闭管路“H3→H2→R5”的LED灯带。

语音讲解：放料操作第三步，放料。关闭进罐空气，即关闭“空气源”开关，及阀门开关B2、B4、B7、B8，依次打开阀门开关B9、H1、H2，从放料口放出罐内发酵液。

同步示教：自动关闭“空气源”开关，及阀门开关B2、B4、B7、B8，同时，关闭管路“空气源→B1→B2→B3→B4→B5→B7→B8→罐内→B9→B11”的LED灯带。随后，自动依次打开阀门开关H1、H2。同时，相应的管路黄色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表罐内发酵液流通方向，具体方向如下：罐内→H1→H2→H3。同时，罐腔内壁横着的黄色LED灯带由上向下跑马灯式熄灭，代表罐腔内培养基放出。

语音讲解：放尽罐内发酵液后，立即依次关闭阀门开关H1、H2。

同步示教：自动依次关闭阀门开关H1、H2。同时，关闭管路“罐内→H1→H2→H3”的LED灯带。

语音讲解：放料操作第四步，再次对放料口进行灭菌。放料结束后，应立即对放料口进行再次灭菌。打开阀门开关R5，微开H2，保持蒸汽灭菌10分钟。

同步示教：自动依次打开“蒸汽源”开关，及阀门开关R2、R5、H2。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R5→H2→H3。

语音讲解：放料口灭菌结束后，依次关闭阀门开关H2、R5、R2，及“蒸汽源”开关。

同步示教：自动关闭阀门开关H2、R5、R2，及“蒸汽源”开关。同时，关闭管路“H3→H2→R5→R2→R1→蒸汽源”的LED灯带。

语音讲解：放料操作结束。请关闭“放料”模块开关。

同步示教：待手动关闭“6.放料”模块后，所有阀门开关及管路LED灯带自动关闭。

3.1.7清洗

按下“7.清洗”键，启动清洗模拟操作语音讲解，同步以LED跑马灯方式进行操作过程示教。

语音讲解：清洗，即放料结束后，对发酵罐罐腔内进行消杀、清洗。首先，通过接种口，在发酵罐内装满0.5M的NaOH进行碱洗。

同步示教：自动打开接种口开关，同时，相应的管路绿色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表NaOH流通方向，具体方向如下：接种口→罐内。同时，罐腔内壁横着的绿色LED灯带由底部向上跑马灯式点亮至罐腔顶部，代表罐腔内已装满0.5M的NaOH。

语音讲解：发酵罐内装满0.5M的NaOH后，旋紧接种口，打开搅拌器电机进行搅拌，灭菌及清洗半小时。

同步示教：自动关闭接种口开关，同时，关闭管路“接种口→罐内”的LED灯带。随后，自动打开搅拌器电机开关，带动搅拌器转动。

语音讲解：碱洗结束后，关闭搅拌，打开阀门开关B9、H1、W2，放尽罐内碱液。

同步示教：自动关闭搅拌器电机开关，停止转动。自动打开阀门开关B9、H1、H2，同时，相应的管路绿色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表NaOH流通方向，具体方向如下：罐内→H1→W2→W4。同时，罐腔内壁横着的绿色LED灯带由顶部向下跑马灯式熄灭，代表罐腔内0.5M的NaOH放尽。

语音讲解：放尽罐内NaOH液后，立即依次关闭阀门开关H1、W2。

同步示教：自动依次关闭阀门开关H1、W2。同时，关闭管路“罐内→H1→W2→W4”的LED灯带。

语音讲解：拆除罐体上的pH和溶氧电极，并按要求进行存放。随后，对发酵罐进行空消操作。

同步示教：pH和溶氧电极自动点亮5秒后自动熄灭。

语音讲解：空消后，往罐腔内加满清水漂洗，清洗操作与碱洗一样，漂洗时间每次5分钟。漂洗次数不少于三次。以洗净残余的NaOH，以免腐蚀罐体。清洗操作结束，请关闭“清洗”模块开关。

同步示教：待手动关闭“7.清洗”模块后，所有阀门开关及管路LED灯带自动关闭。

3.1.8干燥

按下“8.干燥”键，启动干燥模拟操作语音讲解，同步以LED跑马灯方式进行操作过程示教。

语音讲解：干燥，即清洗结束后，对发酵罐整体进行干燥。首先，向罐内通入空气，吹干罐腔。打开“空气源”开关，及阀门开关B2、B4、B7、B8、B9，及接种口开关。

同步示教：自动打开“空气源”开关，及阀门开关B2、B4、B7、B8、B9，及接种口开关。同时，相应的管路蓝色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表空气流通方向，具体方向如下：空气源→B1→B2→B3→B4→B5→B7→B8→罐内→B9→B11，罐内→接种口。

语音讲解：再向夹套内通入蒸汽，对罐腔进行加热烘干。打开“蒸汽源”开关，及阀门开关R2、R4，微开W3。

同步示教：自动打开“蒸汽源”开关，及阀门开关R2、R4、W3。同时，相应的管路红色LED跑马灯带随着对应阀门开关的开启，跑马灯式点亮管路。LED灯带跑马式点亮方向代表蒸汽流通方向，具体方向如下：蒸汽源→R1→R2→R4→G12→夹套→W3→W4。

语音讲解：通过观察窗观察罐腔内壁及罐底没有水滴后，结束干燥操作。关闭“蒸汽源”开关，及阀门开关R2、R4、W3。随后，关闭“空气源”开关，及阀门开关B2、B4、B7、B8，及接种口开关。最后，关闭空气、蒸汽、自来水总阀。所有压力表泄压。

同步示教：所有阀门开关及管路LED灯带自动关闭。

3.2操作状态

按下操作控制模块中的“手动”开关及欲示教操作模块，启动相应的模拟操作示教，再次按下时停止示教手动操作。

各个模块的手动模拟操作示教过程与自动模拟操作示教相同，只是阀门和开关的启闭由自动改为手动方式，各种代表介质流通的LED灯带也同样会随着相应阀门和开关的手动启/闭而跑马灯式点亮或熄灭。手动操作模式下，对于用户的错误操作会进行警报，且不响应用户的错误操作。手动操作模式下，语音模块用于提示用户的下一步操作，并讲解操作原理。

3.3考核状态

按下操作控制模块中的“考核”开关及欲模拟操作考核模块，启动相应的模拟操作考核，再次按下时停止考核。

各个模块的考核过程与手动模拟操作示教相同，但不再进行语音讲解提示。考核模式下，对于用户的错误操作会进行警报并记录评分，且不响应用户的错误操作。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种发酵罐示教模型及其模拟示教方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种发酵罐示教模型，其特征在于包括透明罐体、透明夹套、若干透明管路及内置于透明罐体、透明夹套及透明管路内的若干跑马灯带，所述跑马灯带为不同颜色LED灯，用于代表不同介质流动方式；

该透明罐体包括配合形成密闭腔体的罐身及罐盖，罐盖上设置有伸入腔体内的搅拌器、用以指示接种口的接种开关及用于指示补给口的补给开关，罐身上设置有若干带指示灯的传感器；

透明夹套包裹于透明罐身外侧；

若干透明管路，由用以指示蒸汽源的蒸汽源开关、用以指示空气源的空气源开关及用以指示水源的水源开关分别连通至透明夹套和/或透明罐体，并由透明夹套和/或透明罐体连通至放料口、排污口及排空口，该些透明管路上设置有若干用于指示管路或罐内压力的压力表、用于指示并调节空气流入量的空气流量计、用于指示空气过滤器的过滤开关及用于控制各段跑马灯带的亮灭以指示管内介质流通的阀门开关；所述连通于水源开关的管路包括并联的恒温水管路及冷却水管路组成的水循环系统，所述恒温水管路及冷却水管路上分别设置有阀门开关；

该些跑马灯带包括用以表示蒸汽的第一颜色跑马灯带，用以表示空气的第二颜色跑马灯带、用以表示水的第三颜色跑马灯带、用以表示培养基的第四颜色跑马灯带及用以表示废液的第五颜色跑马灯带，其中第一颜色跑马灯带至少布设于蒸汽源开关至夹套的管道、夹套内、夹套至放料口或排污口的管道、腔体内、腔体至排空口或排污口或放料口的管道、蒸汽源开关至放料口的管道、蒸汽源开关至空气过滤器的管道、空气过滤器至腔体或排空口的管道，第二颜色跑马灯带至少布设于空气源开关至腔体的管道，腔体内以及腔体至排空口或放料口的管道，第三颜色跑马灯带至少布设于水源开关至夹套的管道、夹套内、夹套至排污口或水循环系统的管道、补给开关至腔体内以及腔体至排污口或放料口的管道，第四颜色跑马灯带至少布设于接种开关至腔体内以及腔体至排污口或放料口的管道，第五颜色跑马灯带至少布设于腔体或夹套至排污口的管道；

该发酵罐示教模型还包括控制系统，该控制系统包括主控模块、触控模块、语音模块、考核模块、开关模块、搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯带模块；

在一演示状态下，主控模块接收触控模块的指令并控制开关模块、搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯模块动作以模拟发酵罐操作以及介质动作状态，同时控制语音模块播报预设语音讲解，同时控制考核模块对上述演示状态下的控制动作实施自检判断并形成自检报告，以确保演示状态下各组件动作正确；

在一操作状态下，主控模块接收触控模块指令，控制语音模块播报预设操作提示，接收开关模块的指令并控制搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯模块动作以模拟发酵罐操作以及介质动作状态，同时控制考核模块对所述指令实施考核并形成操作报告，必要时控制语音模块对考核模块接收到的错误操作进行语音警报；

在一考核状态下，主控模块接收触控模块及开关模块的指令并控制搅拌模块、指示灯模块以及跑马灯模块动作以模拟发酵罐操作以及介质动作状态，同时控制考核模块对所述指令实施考核并形成成绩报告，必要时控制语音模块对考核模块接收到的错误操作进行语音警报。

2.根据权利要求1所述的发酵罐示教模型，其特征在于：所述透明罐体、透明夹套及透明管路由有机玻璃制成。

3.根据权利要求1所述的发酵罐示教模型，其特征在于：所述传感器包括pH传感器及溶氧传感器，该些传感器分别包括拉环、手柄以及探头，拉环及探头分别设置于手柄两侧，该手柄上设置有螺纹，旋接配合于罐体上以使探头伸入腔体中。

4.根据权利要求1所述的发酵罐示教模型，其特征在于：所述补给开关包括补料开关、补酸开关及补碱开关，该些开关用以控制补给开关至腔体内的第三颜色跑马灯带的亮灭。

5.根据权利要求1所述的发酵罐示教模型，其特征在于：该控制系统预编有管消模式、空消模式、实消模式、发酵模式、取样模式、放料模式、清洗模式以及干燥模式，该触控模块生成有相应模式启动按键以启动相应模式中所述各开关、指示灯及跑马灯带按预设程序动作。

6.根据权利要求1所述的发酵罐示教模型，其特征在于：考核模块用于对开关模块的指令与预设程序进行比对，主控模块接收比对异常信号并通过语音模块发出警报。

7.根据权利要求1所述的发酵罐示教模型，其特征在于：所述控制系统还包括通信模块及远程控制单元，主控模块通过通信模块与远程控制单元通信，该远程控制单元用于向所述主控模块灌入控制程序、发送指令至主控模块及接收主控模块的信息并处理、分析、判断后生成操作报告或成绩报告。

8.根据权利要求7所述的发酵罐示教模型，其特征在于：所述主控模块是单片机，所述远程控制单元是智能手机、计算机或平板。

9.一种基于权利要求1～8任一项所述的发酵罐示教模型的模拟示教方法，其特征在于根据教学需要，编制控制所述发酵罐示教模型的运行方式的程序至主控模块并于触控模块上生成相应按键，所述运行方式包括演示状态、操作状态及考核状态，各状态分别包括管消模式、空消模式、实消模式、发酵模式、取样模式、放料模式、清洗模式以及干燥模式，

在演示状态下，按常规发酵罐操作规程依次启动相应模式，语音模块播放预录的示教内容及注意事项进行语音讲解，主控模块按预设程序依次控制各开关的启闭进而控制各段跑马灯带的点亮或熄灭以并控制搅拌器以及指示灯的动作，以演示操作方式及操作后介质流动方式，考核模块用于自检判断演示过程各组件控制动作是否正确；

在操作状态下，启动指定模式，语音模块播放预录的操作步骤提示及注意事项进行语音讲解，考核模块将手动操作开关输入的指令与预设程序比对判断正误，语音模块对错误指令进行警报，同时考核模块生成操作报告；

在考核状态下，启动指定模式，考核模块将手动操作开关输入的指令与预设程序比对判断正误，语音模块对错误指令进行警报，同时考核模块生成成绩报告。

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