CN110628596B - 菌种发酵系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种菌种发酵系统，包括有：发酵罐，设置有入料口和出料口、且罐腔内设置有搅拌装置；具有混合腔的加料箱，混合腔呈凹腔结构，以容纳水、菌粉和培养基，混合腔的底壁上分布有多个贯通孔，多个贯通孔形成供混合液流出的供料口，供料口通过供液管道与发酵罐的入料口连通且供液管道上设置有第一增压泵；注水管道系统，设置有与水源连通的第一注水管和与第一注水管的出水端连通且用于向混合腔内喷淋水的喷淋头，喷淋头的出水端与混合腔的底壁相对且保持间距，第一注水管上设置有用于导通或截止的第一注水阀门；用于为发酵罐的罐腔内部供热的供热装置。该发酵系统可以实现菌粉、培养基与水的均匀混合，防止部分物质结块的问题。

Description

菌种发酵系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及发酵技术领域，更具体地说，涉及一种菌种发酵系统及其控制方法。

背景技术

在养殖行业，液态饲料的制备是重要的技术手段。液态饲料是将各种豆子、玉米、青贮物料等物料与水按特定的配比注入搅拌罐进行混合，并按比例加入菌粉及使菌种进行发酵的红糖、药剂等培养基形成的。在一定温度的前提下，菌粉与培养基和水混合后可以在密封的空间(如饲料袋或发酵罐)内进行菌种发酵，实现菌种活化和菌种扩繁的效果。菌种扩繁可以增大菌种数量、以更好地促进动物的消化吸收并减少肠胃道疾病的产生。

目前衍生出一种技术手段，是将菌粉和红糖、药剂等培养基加入发酵罐内，并按特定比例向发酵罐内注水，使菌粉和培养基与水混合，然后在一定温度下进行发酵。发酵之后形成的菌液已经实现了一次扩繁，直接将菌液和其余物料按比例混合就可以制成饲料。菌液会在密封的饲料袋内再次发酵，实现二次扩繁。但此技术手段只限于将菌粉和培养基直接加入发酵容器内进行发酵。菌粉和培养基中淀粉含量较高的物质，如红糖，容易漂浮在水面上并结团、形成块状物，导致菌种、培养基与水混合不均匀。菌种营养吸收受抑制，会使菌种发酵效果并不理想、扩繁程度较低。

因此，亟需解决发酵装置内菌粉和培养基在水中会结团成块、混合不均匀的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种菌种发酵系统，其可以实现菌粉和红糖、药剂等培养基与水的均匀混合，防止部分物质结块的问题。本发明的目的还在于提供一种基于上述菌种发酵系统的控制方法。

本发明提供的一种菌种发酵系统，包括有：发酵罐，所述发酵罐设置有入料口和出料口、且罐腔内设置有搅拌装置；具有混合腔的加料箱，所述混合腔呈凹腔结构、以容纳水、菌粉和培养基，所述混合腔的底壁上分布有多个贯通孔，多个所述贯通孔形成供混合液流出的供料口，所述供料口通过供液管道与所述发酵罐的入料口连通且所述供液管道上设置有第一增压泵；注水管道系统，所述注水管道系统设置有与水源连通的第一注水管和与所述第一注水管的出水端连通且用于向所述混合腔内喷淋水的喷淋头，所述喷淋头的出水端与所述混合腔的底壁相对且保持间距，且所述喷淋头于所述混合腔的上部位置或者位于所述混合腔的腔口的上方，所述第一注水管上设置有用于导通或截止所述第一注水管的第一注水阀门；用于为所述发酵罐的罐腔内部供热的供热装置。

优选地，所述喷淋头设置为旋转清洗球。

优选地，所述发酵罐设置有支脚，所述支脚的下端设置有称重传感器，所述称重传感器电连接有用于显示所述称重传感器的感测数值的显示装置。

优选地，还包括有用于向制备饲料的混合机内输送菌液的输液管道，所述输液管道包括与所述发酵罐的出料口连通的主管、连通所述主管与所述混合机的入液口的第一分管和连通所述主管与所述发酵罐的入料口的第二分管，所述第一分管的与所述主管相连通的一端设置有用于导通或阻断所述第一分管的输液阀门，所述第一分管的轴向长度小于所述主管的轴向长度，所述主管上设置有第二增压泵。

优选地，所述发酵罐的底壁外侧设置有供水区间，所述供热装置包括有热水箱、用于为所述热水箱内水供热的加热件、与所述热水箱的出水口连通的第三增压泵、连通所述第三增压泵与所述混合机的入液口的第一供热管道、连通所述第三增压泵与所述供水区间的第二供热管道，所述供水区间通过回水管道与所述热水箱的进水口连通，所述第一供热管道上设置有第一热水阀门和流量计量装置；所述第二供热管道上设置有第二热水阀门。

优选地，还包括有控制装置，所述热水箱内设置有第一温度传感器，所述加热件和所述第一温度传感器均与所述控制装置电连接；所述发酵罐内设置有用于感测罐内液体温度的第二温度传感器，所述第二热水阀门设置为电动阀门，所述第二温度传感器、所述第三增压泵和所述第二热水阀门与所述控制装置电连接，以使所述控制装置通过接收所述第二温度传感器的信号来控制所述第三增压泵和所述第二热水阀门的开闭。

优选地，所述供热装置还包括有与水源连通的第四增压泵、连通所述第四增压泵与所述发酵罐的入料口的第二注水管、和连通所述第四增压泵与所述热水箱的进水口的第三注水管，所述第二注水管上设置有第二注水阀门，所述第三注水管上设置有第三注水阀门。

优选地，所述加热件设置为电锅炉，所述电锅炉的容水腔通过管道与所述热水箱的进水口和出水口分别连通。

优选地，还包括有位于所述发酵罐内用于向所述罐腔的周侧壁喷水的清洗喷头，所述清洗喷头与所述第二注水管连通，所述供液管道上设置有第一排水分管，所述输液管道的主管上设置有第二排水分管，所述第一供热管道设置有第三排水分管，所述第二供热管道上设置有第四排水分管，所述第一排水分管、所述第二排水分管、所述第三排水分管及所述第四排水分管上均设置有用于导通或截止的阀门。

本发明还提供了一种基于上述的菌种发酵系统的控制方法，包括有：

打开所述加热件为所述热水箱的水供热，并将所述第二温度传感器实时感测的所述热水箱内水的温度值与第一温度预设值进行对比；

若所述第二温度传感器的温度值小于或等于所述第一温度预设值，保持所述加热件的加热状态；

若所述第二温度传感器的温度值大于所述第一温度预设值，关闭所述加热件；

打开所述第四增压泵并通过所述第二供热管道向所述供水区间注入热水；将所述第一温度传感器感测的所述发酵罐内液体的温度值与第二温度预设值进行对比；

若所述第一温度传感器的温度值小于或等于所述第二温度预设值，保持向所述供水区间注入热水；

若所述第一温度传感器的温度值大于所述第二预设温度预设值，停止向所述供水区间注入热水；

打开所述第二增压泵向所述主管和所述第二分管内通入所述发酵罐内的液体；保持所述第二分管内的液体回流至所述发酵罐内的状态，将所述称重传感器的感测的重量值按时间顺序进行N次记录，并将前后两个重量值进行第一差值计算；将每个所述第一差值与预设误差值进行对比；

若所有的所述第一差值均小于或等于所述误差值，将最后一个重量值记录为所述第一重量值；

若有一个或一个以上的所述第二差值大于所述误差值，再次进行所述N次记录；

打开所述第一分管上的输液阀门向所述混合机内注入所述发酵罐内的液体并将所述称重传感器实时感测的重量值与所述第一重量值进行差值计算，将所述差值与预设重量值进行对比；

若所述差值小于所述预设重量值，保持向所述混合机内注入所述发酵罐内的液体；

若所述差值等于所述预设重量值，停止向所述混合机内注入所述发酵罐内的液体。

本发明提供的技术方案中，发酵系统包括有发酵罐、具有混合腔的加料箱、向混合腔内注水的注水管道系统和用于为发酵罐的罐腔内部供热的供热装置。其中，注水管道系统设置有与水源连通的第一注水管和与第一注水管的出水端连通且用于向混合腔内喷淋水的喷淋头，喷淋头的出水端与混合腔的底壁相对且保持间距，第一注水管上设置有用于导通或截止第一注水管的第一注水阀门。混合腔呈凹腔结构，以容纳水、菌粉和培养基，混合腔的底壁上分布有多个贯通孔，多个贯通孔形成供混合液流出的供料口，供料口通过供液管道与发酵罐的入料口连通且供液管道上设置有第一增压泵；发酵罐设置有入料口和出料口、且罐腔内设置有搅拌装置。

通过控制第一注水阀门的开闭，可以在需要时向混合腔内注入水。通过与混合腔底壁保持间距的喷淋头，水会以喷淋的方式喷入混合腔内。打开第一增压泵，将混合腔内的水通过入料口注入到发酵罐内。此时，向混合腔内加入菌粉和红糖、药剂等所需的营养基，则菌粉和营养基部分会溶解到被喷淋出来而在喷淋头和混合腔底壁之间呈分散状态的水中、部分在混合腔的腔底被流动的水冲击而溶解到水中，形成混合液。且由于水是流动状态，混合腔的腔底不会囤积较多的水，避免菌粉漂浮在水面和营养基结块的条件，营养基基本不会结成块状物。且混合腔的底壁分布有多个较小的贯通孔形成的供料口、而不是一个较大尺寸的大孔形成的供料口，即便有营养基形成大块的块状物，也无法通过。混合液通过第一增压泵时，会在泵腔内旋转流动并承受泵腔内的压力。若混合液中有少量营养基结成的小块状物，小块状物也会在压力和冲击力的作用下被冲散开。则混合液进入发酵罐内后，在搅拌装置的作用下，可以与搅拌罐内的水进行均匀混合。从而本发明提供的菌种发酵系统其可以实现菌粉和红糖、药剂等培养基与水的均匀混合，有效解决了部分物质结块的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中发酵系统的结构示意图。

图1中：

加菌箱-1、混合腔-101、喷淋头-102、发酵罐-2、供水区间-201、供液管道-12、混合机-3、第一分管-23、输液阀门-203、第二分管-32、热水箱-4、第一供热管道-401、流量计量装置-411、第二供热管道-402、回水管道-403、电锅炉-5、第一注水管-601、第二注水管-602、第三注水管-603、清洗喷头-604、排水主管-7、第一排水分管-701、第二排水分管-702、第三排水分管-703、第四排水分管-704。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种菌种发酵系统，其可以实现菌粉和红糖、药剂等培养基与水的均匀混合，有效解决了部分物质结块的问题。本具体实施方式的目的还在于提供一种上述菌种发酵系统的控制方法。

以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参考附图1，本实施例提供的一种发酵系统，其包括有发酵罐2、具有混合腔101的加菌箱1、向混合腔101内注水的注水管道系统和用于为发酵罐2的罐腔内部供热的供热装置。其中，发酵罐2设置有入料口和出料口、且罐腔内设置有搅拌装置。注水管道系统设置有与水源连通的第一注水管601和与第一注水管601的出水端连通且用于向混合腔101内喷淋水的喷淋头102，喷淋头102的出水端与混合腔101的底壁相对且保持间距，第一注水管601上设置有用于导通或截止第一注水管601的第一注水阀门。混合腔101呈凹腔结构，以容纳水、菌粉和培养基，混合腔101的底壁上分布有多个贯通孔，多个贯通孔形成供混合液流出的供料口。供料口通过供液管道12与发酵罐2的入料口连通且供液管道12上设置有第一增压泵。

通过控制第一注水阀门的开闭，可以在需要时向混合腔101内注入水，并通过供液管道12向发酵罐2内注入水。通过与混合腔101底壁保持间距的喷淋头102，水会以喷淋的方式喷入混合腔101内。喷淋头102可以位于混合腔101的上部位置或者位于混合腔101的腔口的上方。打开第一增压泵，将混合腔101内的水通过入料口注入到发酵罐2内。此时，水喷淋进混合腔101内并通过混合腔101底壁上的多个贯通孔形成的供料口流入供液管道12内。供液管道12上设置有第一增压泵，可以使水顺利注入发酵罐2内，并可以达到混合腔101内不会囤积较多的水的效果。向混合腔101内加入菌粉和红糖、药剂等所需的营养基，则菌粉和营养基部分会溶解到被喷淋出来而在喷淋头102和混合腔101底壁之间呈分散状态的水中、部分在混合腔101的腔底被流动的水冲击而溶解到水中，形成混合液。且由于水是流动状态，混合腔101的腔底不会囤积较多的水，可以防止菌粉漂浮在水面上并避免了营养基结块的条件，营养基基本不会结成块状物。与现有技术中，直接将菌粉和营养基倒入大量的水中，易造成结块的现象相比，本实施例中，菌粉和营养基倒入流动且呈喷淋分散状态的水中，避免结块的条件，使菌粉和营养基逐渐的溶解到水中。且水通过喷淋头102注入混合腔101内，对混合腔101的内壁和底壁都有喷淋清洗的效果，可以使加入混合腔101内的菌粉完全溶解到水中、防止有部分菌粉粘接在混合腔101的内壁上。

且混合腔101底壁的供料口是由多个分布在底壁上的较小的贯通孔形成、而不是一个较大尺寸的大孔，贯通孔的直径可以根据需要进行调整，如可以小于10毫米。即便有营养基形成大块的块状物，大块的块状物也无法通过贯通孔进入供液管道12内。随后在水的冲击下，大块块状物可以溶解到水中，避免造成营养基的浪费也避免降低进入发酵罐2内的营养基的量。

且混合液通过第一增压泵时，会在泵腔内旋转流动并承受泵腔内的压力，混合液会和泵腔的侧壁及输液管道的侧壁发生碰撞。若混合液中有少量营养基结成的小块状物，小块状物也会在压力和冲击力的作用下被冲散开。则混合液进入发酵罐2内后，在搅拌装置的作用下，可以与搅拌罐内的水进行均匀混合。从而本实施例提供的菌种发酵系统其可以实现菌粉和红糖、药剂等培养基与水的均匀混合，有效解决了部分物质结块的问题。

同时，由于现有技术中的发酵罐2一般均是2米左右的高度，发酵罐2的入料口均位于罐顶上，人工向发酵罐2内添加物料非常不便利。而本实施例中，供液管道12上设置有第一增压泵，所以混合腔101的腔口的高度可以是人工便于向混合腔101内投放物料的高度，解决了现有技术中人工直接向发酵罐2内添加物料会不便利的问题。

具体地，喷淋头102可以是洗浴设备中的花洒，也可以是旋转清洗球。旋转清洗球通电后，当第一注水管601内的水流入旋转清洗球，旋转清洗球可以旋转喷水，使水更加均匀的分散喷淋到混合腔101内，利于菌粉和营养基逐渐溶解到水中而不产生结块的现象。

需要说明的是，发酵罐的个数并不局限为一个，本文对发酵罐的个数并不做具体限定。

菌粉和营养基二者与水混合进行发酵需要对二者的比例进行设定和调控，现有技术中此操作由人工称重进行，非常不便利且耗费人力。本实施例中，在发酵罐2的支脚上设置有称重传感器。称重传感器可以位于支脚的下端、处于支脚和地面之间，来感测整个发酵罐2的重量。称重传感器与支脚一一对应连接。各称重传感器均电连接用于显示称重传感器的感测数值的显示装置，来便于人员及时得知实时数值。可以把空的发酵罐2的重量作为原始重量，当需要注水和混合液时，计算好需要加入的水的重量，菌粉和营养基的重量。然后开始向发酵罐2内注入水，并将菌粉和营养基加入混合腔101内形成混合液注入发酵罐2内，混合液注入完毕后可以继续注水。当称重传感器感测的重量值与原始重量的差值等于水、菌粉、营养基的重量之和，停止注水。此时，发酵罐2内的水、菌粉和营养基的比例正好就是所需的重量比例。发酵罐2内发酵好的菌液导出和其余物料进行混合的比例配重也需要进行设定和把控。可以通过称重传感器来把控从发酵罐2流出的菌液的重量。

需要说明的是，称重传感器就是现有技术中的称重传感器，可以是型号为SB-1T或SB-2T的称重传感器。显示装置可以由现有技术中的处理器和显示屏组成，也可以是称重显示器，如型号为DS822-T3的称重显示器。本方案并不涉及对称重传感器和显示装置结构上的改进，此处不再赘述。

菌种在发酵罐2内发酵完毕后，形成的菌液可以从发酵罐2的出料口直接导出，然后添加到其余形成饲料的物料中去。或者，如图1所示，本实施例中，菌种发酵系统还包括有用于向制备饲料的混合机3内注入菌液的输液管道，以使菌液自动注入到混合机3内，混合机3对菌液和其余物料进行混合以形成饲料。混合机3可以是现有技术中的混合机，具备用于容纳物料的内腔、与内腔连通的入口和出口、及位于内腔中用于混合物料的转动机构，如搅拌轴和螺旋叶片；混合机3也可以是具备上述特征的其它现有技术中的混合装置，如搅拌罐，此处不做具体限定。且混合机3的具体结构并不是本方案的重点，本方案也并不涉及对混合机3的构造的改变，本文不再赘述。本实施例中混合机3的内腔的入液口通过输液管道与发酵罐2的出料口连通，以便于将菌液及时加入混合机3内、和其余物料进行混合，也节省了人工将菌液从发酵罐2内导出再加入混合机3的操作过程，节省人力。

输液管道上也设置有用于导通或截止菌液的输液阀门203或增压泵。由于称重传感器感测的是发酵罐2的整体重量，显示装置显示的是流出发酵罐2的菌液的重量。但当输液阀门203关闭，若输液管道较长，会有部分菌液残留在输液管道内或增压泵内，造成注入混合机3内的菌液不是预设重量。为解决此问题，本实施例中，输液管道包括第一端与发酵罐2的出料口连通的主管、连通主管的第二端与混合机3的第一分管23和连通主管的第二端与发酵罐2的入料口的第二分管32。第一分管23上设置有用于导通或阻断第一分管23的输液阀门203，且输液阀门203位于第一分管23的连通主管的一端、即靠近主管的第二端。第一分管23的轴向长度小于主管的轴向长度。主管上设置有第二增压泵。当打开发酵罐2的出料口向主管内输入菌液时，通过输液阀门203先让第一分管23保持关闭状态，菌液从第二分管32回流至发酵罐2内。当回流稳定后，称重传感器感测的重量值作为起始值，然后打开第一分管23的阀门向混合机3内输入菌液。同时第二分管32上并无阀门，菌液在主管的第二端分流通过第二分管32继续保持回流到发酵罐2的分支。此时，称重传感器上变化的数值是输入至混合机3内的菌液的重量。当输入重量达到预设值，关闭输液阀门203。把控第一分管23的长度、避免其过长，则第一分管23内处于输液阀门203和混合机3之间的菌液都可以流入混合机3内。由于输液阀门203位于第一分管23的和主管连通的一端，则第一分管23内基本没有残留菌液。而第二增压泵和第二分管32内的菌液始终是流动状态、始终是回流至发酵罐2内的流动路径，称重传感器感测的起始值和后续重量值都囊括了第二增压泵、主管和第二分管32内的菌液重量，从而避免了菌液重量的差值，避免菌液和其余物料的比例出现偏差。

发酵罐2的供热装置可以是直接与发酵罐2连接的电加热件，如在发酵罐2的罐壁上铺设加热丝或加热膜。或者，在罐腔内设置电加热棒。或者，本实施例中，发酵罐2的底壁外设置有供水区间201，如底壁上设置有夹层、夹层内部空间形成供水区间201，或底壁外表面接触连接有容水箱或容水管道、容水箱或容水管道的内部空间形成供水区间201。供热装置包括热水箱4、为热水箱4内的水供热的加热件和增压泵。供水区间201通过第二供热管道402和供热装置的热水箱4的出水口连通，并通过回水管道403与热水箱4的进水口连通，以使供水区间201内始终流动热水、始终对发酵罐2提供稳定的供热。热水箱4用于储存热水，加热件用于使热水箱4内的水保持温度。加热件可以是位于热水箱4内的电加热棒，或者是位于热水箱4外的电锅炉5。电锅炉5的进水口和热水箱4的出水口通过管道连通，电锅炉5的出水口与热水箱4的进水口连通。通过电锅炉5对热水箱4内的水循环流动加热，使热水箱4内的水基本能保持稳定的温度，避免出现局部温度高、局部温度低的现象。

供热装置还包括有用于向混合机3的内腔中注入热水的第一供热管道401，第一供热管道401上设置有用于导通或阻断第一供热管道401的第一热水阀门，并设置有流量计量装置411。流量计量装置411可以是液体流量计或计量泵，用以对注入混合机3内的水量进行自动计量并能够显示流量值，使人员直观的及时得知注入量并对注入量进行准确控制。当然，其它实施例中，第一供热管道401也可以与自来水连通，向混合机3内注入自来水。

进一步地，本实施例中，菌种发酵系统还包括有控制装置，热水箱4内设有用于感测箱内水温的第一温度传感器，加热件和第一温度传感器与控制装置电连接。控制装置通过接收第一温度传感器的温度值，并将温度值与预设值进行对比，当温度值低于预设值时将加热件的开关导通，使加热件为热水箱4的水供热。当温度值达到预设值时，关闭加热件的开关、停止为热水箱4内的水供热。如此设置，可以使热水箱4内的水温维持恒定，用恒温的水向发酵罐2提供稳定温度的热量，避免提供的温度过高或较低。进一步地，发酵罐2内可以设置第二温度传感器，第二热水阀门是电动阀门。控制装置和第二温度传感器、第三增压泵和第二热水阀门电连接。控制装置将第二温度传感器的温度值和与第二温度传感器对应的预设值相对比，当第二温度传感器的温度值低于对应的预设值，打开第三增压泵和第二热水阀门，保持向发酵罐2供热。当第二温度传感器的温度值达到对应的预设值，关闭第二热水阀门、停止向发酵罐2供热。如此设置，可以实现对菌液温度的恒温控制和恒温控制的自动化控制操作。本实施例中，控制装置可以是可编程的PLC或控制软件。

第三增压泵可以位于第二供热管道402上，本实施例的优选方案中，第一供热管道401与热水箱4连通，使第一供热管道401内的热水来自热水箱4。第一供热管道401可以与热水箱4的出水口直接连接、第一供热管道401上也设置有增压泵。或，第一供热管道401与第三增压泵的出水端连通、与第二供热管道402在第三增压泵处形成两个分支。第二供热管道402上设置有用于导通或阻断第二供热管道402的第二热水阀门。

向发酵罐2内注水，可以通过上述第一注水管601和供液管道12进行，还可以在注水装置中增加设置第四增压泵、及连通第四增压泵的出水端与发酵罐2入料口的第二注水管602。注水装置还可以包括连通第四增压泵的出水端和热水箱4的进水口的第三注水管603。第二注水管602上设置有用于导通或阻断第二注水管602的第二注水阀门，第三注水管603上设置有用于导通或阻断第三注水管603的第三注水阀门。

本实施例的优选方案中，第二注水阀门可以是电动阀门，控制装置还可以和称重传感器、第二注水阀门、第四增压泵电连接。在菌种发酵系统启动时，或需要向发酵罐2内注水时，控制装置打开第四增压泵和第二注水阀门、向发酵罐2内注水，并通过称重传感器实时感测发酵罐2的重量。在称重传感器的重量值达到预设的重量值时，控制装置关闭第四增压泵和第二注水阀门，实现对发酵罐2内注水和注入量的自动控制，节省人力。或者，第一注水阀门也可以是电动阀门，控制装置还可以与第一增压泵和第一注水阀门电连接。在控制装置输入一个注水时长或注入量，在启动菌种发酵系统时，先打开第一注水阀门和第一增压泵，向通过第一注水管601和供液管道12向发酵罐2内注入水。在人工向混合腔101内添加了菌粉和营养基时，注入混合液，混合液注入完毕，继续注入水。当通过供液管道12注入的量达到预设注入量或注入时长达到预设注水时长时，关闭第一增压泵和第一注水阀门，打开第二注水阀门。然后如上文所述，在发酵罐2的重量达到预设的重量值时，关闭第二注水阀门。

发酵罐2内的菌液流出后，罐腔的周侧壁会残留菌液，若不进行清洗，菌液会变质、影响下次菌种的发酵质量。本实施例中，第二注水管602的出水端设置有可以向发酵罐2的罐腔的周侧壁喷水的清洗喷头604。清洗喷头604可以是喷淋头102或水龙头，喷淋头102或水龙头设置有多个并沿罐腔的周向分布、出水端与罐腔的侧壁相对。或者，清洗喷头604可以是位于罐腔内的旋转清洗球、以旋转喷水来清洗罐腔的所有侧壁。混合腔101的清洗可以通过第一注水管601和喷淋头102来进行喷淋清洗。热水箱4的容纳热水的内腔可以人工清洗。但清洗之后的水不能沿管道注入发酵罐2、混合机3或供水区间201内，因此，本实施例中，供液管道12上设置有第一排水分管701，输液管道的主管上设置有第二排水分管702，第一供热管道401设置有第三排水分管703，第二供热管道402上设置有第四排水分管704，第一排水分管701、第二排水分管702、第三排水分管703及第四排水分管704上均设置有用于导通或截止的阀门。如此设置，本实施例提供的菌种发酵系统还具有清洗功能，避免了人工一一清洗混合腔101、供液管道12、发酵罐2、输液管道的主管和第二分管32等会残留菌液的部件的内壁，显著节约劳动力。本实施的优选方案中，为了便于将排出的水集中处理，第一排水分管701、第二排水分管702、第三排水分管703、第四排水分管704的另一端均可以连通到一根排水主管7上，将清洗水均集中通过排水主管7的一个排水口排出。

进一步地，供液阀门可以是电动阀门并与控制装置电连接。控制装置和第二增压泵和称重传感器电连接。在控制装置内设定菌液的发酵时长，控制装置通过称重传感器接收到发酵罐2内的注入量达到预设重量值的信号时，开始计时。当计时达到预设时长，控制装置打开第二增压泵，并在菌液通过第二分管32回流至发酵罐2内、称重传感器的数值稳定时，打开输液阀门203。然后接收到注入混合机3的菌液重量达到预设菌液重量值时，关闭输液阀门203和第二增压泵。

第一热水阀门可以是电动阀门，控制装置还可以与第一热水阀门和流量计量装置411电连接。在向混合机3内注入菌液时打开第一热水阀门，并通过流量计量装置411接收到流量达到预设流量值时，关闭第一热水阀门。控制装置可以是可编程的PLC或控制软件。如此设置，本实施例提供的菌种发酵罐2内可以实现高度的自动化控制，避免人工进行数值计算和动作控制的操作，节省人力。

本实施例还提供了一种基于上述菌种发酵系统的控制方法，包括有：打开加热件为热水箱4内的水供热，并将第二温度传感器实时感测的热水箱4内水的温度值与第一温度预设值进行对比：

若第二温度传感器的温度值小于或等于第一温度预设值，保持加热件的加热状态；若第二温度传感器的温度值达到第一温度预设值，关闭加热件。

打开第四增压泵并通过第二供热管道402向供水区间201注入热水；将第一温度传感器感测的发酵罐2内液体的温度值与第二温度预设值进行对比：

若第一温度传感器的温度值小于或等于到第二温度预设值，保持向供水区间201注入热水；

若第一温度传感器的温度值大于第二温度预设值，停止向供水区间201注入热水。

打开第二增压泵向主管和第二分管32内通入发酵罐2内的液体；保持第二分管32内的液体回流至发酵罐2内的状态，将称重传感器感测的重量值按时间顺序进行N次记录，并将前后两个重量值进行第一差值计算；将每个第一差值与预设误差值进行对比：

若所有的第一差值均小于或等于误差值，将最后一个重量值记录为第一重量值；若有一个或一个以上的第一差值大于误差值，再次进行N次记录；

打开第一分管23上的输液阀门203向混合机3内注入发酵罐2内的液体并将称重传感器实时感测的重量值与第一重量值进行第二差值计算，将第二差值与预设重量值进行对比：

若第二差值小于预设重量值，保持向混合机3内注入发酵罐2内的液体；若第二差值等于预设重量值，停止向混合机3内注入发酵罐2内的液体。

本实施例的优选方案中，N可以设置为3。

控制装置按照上述控制办法对菌种发酵系统进行自动化控制，可以节省人力，并对供热装置对发酵罐2的供热温度进行恒温控制、对发酵罐内菌液的发酵温度进行恒温控制、对与其余物料混合的菌液的重量值进行精确控制。结合上述其它实施例中控制装置对菌种发酵所需的温度值和温度时长、及向发酵罐2和混合机3内注水的自动控制。本实施提供的菌种发酵系统，可以实现全程的自动化控制，并对控制过程中所涉及的参数进行准确把控。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本发明提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种菌种发酵系统，其特征在于，包括有

发酵罐(2)，所述发酵罐(2)设置有入料口和出料口、且罐腔内设置有搅拌装置；

具有混合腔(101)的加菌箱(1)，所述混合腔(101)呈凹腔结构、以容纳水、菌粉和培养基，所述混合腔(101)的底壁上分布有多个贯通孔，多个所述贯通孔形成供混合液流出的供料口，所述供料口通过供液管道(12)与所述发酵罐(2)的入料口连通且所述供液管道(12)上设置有第一增压泵；

注水管道系统，所述注水管道系统设置有与水源连通的第一注水管(601)和与所述第一注水管(601)的出水端连通且用于向所述混合腔(101)内喷淋水的喷淋头(102)，所述喷淋头(102)的出水端与所述混合腔(101)的底壁相对且保持间距，且所述喷淋头(102)于所述混合腔(101)的上部位置或者位于所述混合腔(101)的腔口的上方，所述第一注水管(601)上设置有用于导通或截止所述第一注水管(601)的第一注水阀门；

用于为所述发酵罐(2)的罐腔内部供热的供热装置。

2.如权利要求1所述的菌种发酵系统，其特征在于，所述喷淋头(102)设置为旋转清洗球。

3.如权利要求1所述的菌种发酵系统，其特征在于，所述发酵罐(2)设置有支脚，所述支脚的下端设置有称重传感器，所述称重传感器电连接有用于显示所述称重传感器的感测数值的显示装置。

4.如权利要求3所述的菌种发酵系统，其特征在于，还包括有用于向制备饲料的混合机内输送菌液的输液管道，所述输液管道包括与所述发酵罐(2)的出料口连通的主管、连通所述主管与所述混合机(3)的入液口的第一分管(23)和连通所述主管与所述发酵罐(2)的入料口的第二分管(32)，所述第一分管(23)的与所述主管相连通的一端设置有用于导通或阻断所述第一分管(23)的输液阀门(203)，所述第一分管(23)的轴向长度小于所述主管的轴向长度，所述主管上设置有第二增压泵。

5.如权利要求4所述的菌种发酵系统，其特征在于，所述发酵罐(2)的底壁外侧设置有供水区间，所述供热装置包括有热水箱(4)、用于为所述热水箱(4)内水供热的加热件、与所述热水箱(4)的出水口连通的第三增压泵、连通所述第三增压泵与所述混合机(3)的入液口的第一供热管道(401)、连通所述第三增压泵与所述供水区间的第二供热管道(402)，所述供水区间通过回水管道(403)与所述热水箱(4)的进水口连通，所述第一供热管道(401)上设置有第一热水阀门和流量计量装置(411)；所述第二供热管道(402)上设置有第二热水阀门。

6.如权利要求5所述的菌种发酵系统，其特征在于，还包括有控制装置，所述热水箱(4)内设置有第一温度传感器，所述加热件和所述第一温度传感器均与所述控制装置电连接、以使所述控制装置通过接收所述第一温度传感器的信号来控制所述加热件的开闭；所述发酵罐(2)内设置有用于感测罐内液体温度的第二温度传感器，所述第二热水阀门设置为电动阀门，所述第二温度传感器、所述第三增压泵和所述第二热水阀门与所述控制装置电连接，以使所述控制装置通过接收所述第二温度传感器的信号来控制所述第三增压泵和所述第二热水阀门的开闭。

7.如权利要求6所述的菌种发酵系统，其特征在于，所述供热装置还包括有与水源连通的第四增压泵、连通所述第四增压泵与所述发酵罐(2)的入料口的第二注水管(602)、和连通所述第四增压泵与所述热水箱(4)的进水口的第三注水管(603)，所述第二注水管(602)上设置有第二注水阀门，所述第三注水管(603)上设置有第三注水阀门。

8.如权利要求5所述的菌种发酵系统，其特征在于，所述加热件设置为电锅炉(5)，所述电锅炉(5)的容水腔通过管道与所述热水箱(4)的进水口和出水口分别连通。

9.如权利要求7所述的菌种发酵系统，其特征在于，还包括有位于所述发酵罐(2)内用于向所述罐腔的周侧壁喷水的清洗喷头(604)，所述清洗喷头(604)与所述第二注水管(602)连通，所述供液管道(12)上设置有第一排水分管(701)，所述输液管道的主管上设置有第二排水分管(702)，所述第一供热管道(401)设置有第三排水分管(703)，所述第二供热管道(402)上设置有第四排水分管(704)，所述第一排水分管(701)、所述第二排水分管(702)、所述第三排水分管(703)及所述第四排水分管(704)上均设置有用于导通或截止的阀门。

10.一种基于权利要求7所述的菌种发酵系统的控制方法，其特征在于，包括有：

打开所述加热件的开关为所述热水箱(4)的水供热，并将所述第二温度传感器实时感测的所述热水箱(4)内水的温度值与第一温度预设值进行对比；

若所述第二温度传感器的温度值小于或等于所述第一温度预设值，保持所述加热件的加热状态；

若所述第二温度传感器的温度值大于所述第一温度预设值，关闭所述加热件；

打开所述第四增压泵并通过所述第二供热管道(402)向所述供水区间(201)注入热水；将所述第一温度传感器感测的所述发酵罐(2)内液体的温度值与第二温度预设值进行对比；

若所述第一温度传感器的温度值小于或等于所述第二温度预设值，保持向所述供水区间(201)注入热水；

若所述第一温度传感器的温度值大于所述第二温度预设值，停止向所述供水区间(201)注入热水；

打开所述第二增压泵向所述主管和所述第二分管(32)内通入所述发酵罐(2)内的液体；保持所述第二分管(32)内的液体回流至所述发酵罐(2)内的状态，将所述称重传感器感测的重量值按时间顺序进行N次记录，并将前后两个重量值进行第一差值计算；将每个所述第一差值与预设误差值进行对比：

若所有的所述第一差值均小于或等于所述误差值，将最后一个重量值记录为第一重量值；

若有一个或一个以上的所述第一差值大于所述误差值，再次进行所述N次记录；

打开所述第一分管(23)上的输液阀门(203)向所述混合机(3)内注入所述发酵罐(2)内的液体并将所述称重传感器实时感测的重量值与所述第一重量值进行第二差值计算，将所述第二差值与预设重量值进行对比；

若所述第二差值未达到所述预设重量值，保持向所述混合机(3)内注入所述发酵罐(2)内的液体；

若所述第二差值达到所述预设重量值，停止向所述混合机(3)内注入所述发酵罐(2)内的液体。