CN110669639A - 一种多发酵罐自动流加补料装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多发酵罐自动流加补料装置及方法，该装置包括：一个或多个物料罐，物料罐连接有出料管，出料管沿出料方向依次设有底阀、出料流量计、出料调节阀；分配阀组，分配阀组包括分配管、多个分配阀，分配管具有多个分支管，分支管设有分配阀，分配管与出料管的出料端连通；控制器，控制器分别与底阀、出料流量计、出料调节阀、分配阀电连接；其中，流加补料时，出料流量计用于检测出料管的流加速度，控制器通过控制指令控制底阀、出料调节阀进行流加速度的调节，控制器通过控制指令控制多个分配阀进行分批开启，以对多个发酵罐进行分批流加补料的物料输出。本发明具有自动化程度高、流加补料效率高、成本低、发酵影响小的技术特点。

Description

一种多发酵罐自动流加补料装置及方法

技术领域

本发明属于生物合成生产自动化领域，尤其涉及一种多发酵罐自动流加补料装置及方法。

背景技术

在生物发酵的生产过程中,重要的是控制好PH、温度、溶氧、补料等，就是让微生物最适和稳定的环境下生长，代谢更多出我们需要的产物或者生产更多的菌体，先进的自动化控制系统和检测仪表为微生物最佳生长环境提供了基础。

流加控制是使发酵糖浓度始终处于低浓度，从而有效减少残糖对发酵产生的抑制作用，避免发酵后期产生副产物，保证高产量及转化率。目前常用的两种补料方式：第一种方式是设定一次性补糖总量并进行统计，补料量达到设定值时气动开关阀关闭，补料过程结束；第二种方式是设定小时补料量，系统设置开关阀的时间，通过开阀次数的控制来控制补糖量，即半连续补料。显而易见，第一种方式会造成物料渗透压的波动，影响发酵，第二种补料方式，发酵过程需要补充多种物料时，往往每个发酵罐需要加装多台的补料流量计，这样，相对增加了成本且流加补料效率很低。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种多发酵罐自动流加补料装置及方法，具有自动化程度高、流加补料效率高、成本低、发酵影响小的技术特点。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种多发酵罐自动流加补料装置，包括：一个或多个物料罐，物料罐连接有出料管，出料管沿出料方向依次设有底阀、出料流量计、出料调节阀；分配阀组，分配阀组包括分配管、多个分配阀，分配管具有多个分支管，分支管设有分配阀，分配管与出料管的出料端连通；控制器，控制器分别与底阀、出料流量计、出料调节阀、分配阀电连接；其中，流加补料时，出料流量计用于检测出料管的流加速度，控制器通过控制指令控制底阀、出料调节阀进行流加速度的调节，控制器通过控制指令控制多个分配阀进行分批开启，以对多个发酵罐进行分批流加补料的物料输出。

进一步优选的，物料罐连接有压料管，压料管设有压料阀，物料罐还设有压力变送器，控制器分别与压料阀、压力变送器电连接；其中，物料罐出料时，压力变送器用于检测物料罐内的压料压力，控制器通过控制指令控制压料阀进行压料压力的调节，以保证物料罐压送物料的压力稳定。

进一步优选的，物料罐连接有物料来料管、排气管，物料来料管设有来料阀门，排气管设有排气调节阀，物料罐还设有料位变送器，控制器分别与来料阀门、排气调节阀和料位变送器电连接；其中，料位变送器用于检测物料罐的物料料位，物料罐物料补充时，控制器通过控制指令控制来料阀门开启，压力变送器用于检测物料罐内的补料压力，控制器通过控制指令控制排气调节阀进行补料压力的调节，以保证物料补充过程中补料压力的稳定，从而便于物料进入物料罐。

进一步优选的，物料罐还连接有蒸汽杀菌管，蒸汽杀菌管设有第一杀菌阀，物料罐还设有温度变送器，控制器分别与第一杀菌阀、温度变送器电连接；其中，物料罐和/或出料管杀菌时，控制器通过控制指令控制第一杀菌阀开启，压力变送器用于检测物料罐内的蒸汽压力，温度变送器用于检测物料罐的蒸汽温度，控制器通过控制指令控制排气调节阀进行蒸汽压力的调节，以保证空消要求。

进一步优选的，分配阀组还包括第二杀菌阀、蒸汽温度检测变送器、蒸汽压力检测变送器、蒸汽冷凝水排放阀，第二杀菌阀设于分配管的一端，蒸汽温度检测变送器、蒸汽压力检测变送器和蒸汽冷凝水排放阀分别设于分配管的另一端；其中，控制器分别与第二杀菌阀、蒸汽温度检测变送器、蒸汽压力检测变送器、蒸汽冷凝水排放阀电连接，分配阀组杀菌时，蒸汽温度检测变送器用于检测分配管内的温度，蒸汽压力检测变送器用于检测分配管内的压力，控制器通过控制指令控制第二杀菌阀、蒸汽冷凝水排放阀进行分配阀组的杀菌。

进一步优选的，物料罐还连接有清洗水管，清洗水管设有清洗阀门。

进一步优选的，分支管靠近分配管的一端设有分配阀，分支管的另一端连接有发酵进料管，发酵进料管用于分支管和发酵罐之间的连接，发酵进料管靠近发酵罐的一端侧连接有杀菌排放管，发酵进料管靠近发酵罐的一端设有进料阀，杀菌排放管设有排放阀，控制器分别与进料阀、排放阀电连接；其中，发酵进料管空消时，控制器通过控制指令控制第二杀菌阀、杀菌排放阀进行发酵进料管的杀菌。

本发明还提供了一种多发酵罐自动流加补料方法，应用于如上述所描述的多发酵罐自动流加补料装置，包括以下步骤：

S1：配置发酵罐需要补料的流加总量、发酵时间、流加间隔，并点击启动需要自动流加补料的发酵罐，并且控制器自动将启动的发酵罐的内部标识标记为工作状态；

S2：控制器读取每一发酵罐的内部标识，根据内部标识统计需要流加补料的发酵罐的罐数，并根据罐数、流加总量和发酵时间，得到需要流加补料的每一发酵罐的流加速度、流加开始时间和流加结束时间；

S3：根据流加开始时间、流加结束时间和流加间隔，控制器控制多个分配阀进行分批次打开，以依次对发酵罐进行流加补料，同时，根据流加速度，控制器控制底阀、出料调节阀进行出料流量计检测的实际流速的调节。

进一步优选的，在步骤S3执行过程中，实时统计检测罐数是否发生变化：若罐数发生变化，则重新调整每一发酵罐的流加速度，以保证每一发酵罐在发酵时间内的流加补料达到流加总量。

本发明与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本发明通过一个或多个物料罐通过同一分配阀组进行多个发酵罐内的物料全自动化流加补料，其中，通过控制器控制底阀、出料调节阀调节每一发酵罐的流加速度以及物料输出开关，通过控制器控制多个分配阀进行分批打开，以使物料罐中的物料分时分多次地被输送到不同的发酵罐中，实现了发酵罐的分批流加补料，同时，多个物料罐时，可存储多种物料，通过控制器控制物料罐出料管的相关阀门进行多种物料的提供，如果多个小料也希望通过本分配阀组定时向发酵罐加入小料时，可增加存储小料的物料罐，可通过控制器控制小料罐出料管的相关阀门进行多种物料的提供，如此，避免了物料渗透压的波动对发酵的影响，降低了整体的设备成本，提高了流加补料设备的效率，流加补料过程全自动化控制，无需人员操控，解决了如何对多发酵罐进行物料补料的技术问题，达到了自动化程度高、流加补料效率高、成本低、发酵影响小的技术效果；

2)本发明通过压力变送器检测物料罐内压力，并通过控制器控制压料阀，保证罐内压力至合理范围，以保证物料被压出物料罐的流速一定，从而有利于流加速度的精确控制，提高了流加速度的控制精度，从而确保了流加补料量的精准；

3)本发明通过第一杀菌阀控制蒸汽杀菌管蒸汽的开关，并且配合温度变送器和压力变送器、发酵罐相关管路的阀门控制，可以实现一定温度和压力的物料罐蒸汽杀菌操作，实现了物料罐自动杀菌和出料管路自动杀菌的技术效果；

4)本发明在分配管的一端连接蒸汽供应、另一端作为排放端，通过第二杀菌阀、第二杀菌阀的开关，并且配合蒸汽温度检测变送器、蒸汽压力检测变送器、分配阀组的相关管路阀门控制，可实现一定温度与压力的分配阀组管路蒸汽杀菌操作，实现了分配阀管路自动杀菌的技术效果；

5)本发明通过清洗阀门控制清洗水管的开关，并且匹配流加补料装置的其他阀门，可进行整个流加补料装置的冲洗，实现了自动清洁的技术效果。

本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明的一种多发酵罐自动流加补料装置的整体结构图；

图2为本发明的一种多发酵罐自动流加补料装置的管路连接图；

图3为本发明的一种多发酵罐自动流加补料装置的控制器结构图；

图4为本发明的一种多发酵罐自动流加补料方法的流程图。

附图标记说明：

1-物料罐；2-底阀；3-出料流量计；4-出料调节阀；5-分配阀；6-排气调节阀；7-压料阀；8-压力变送器；9-温度变送器；10-料位变送器；11-第一杀菌阀；12-第二杀菌阀；13-蒸汽温度检测变送器；14-蒸汽压力检测变送器；15-蒸汽冷凝水排放阀；16-清洗阀门；17-杀菌排放阀；18-发酵进料阀；19-来料阀门；20-发酵罐；21-计算机；22-交换机；23-控制系统；24-打印机。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种多发酵罐自动流加补料装置及方法作进一步详细说明。

实施例1

参看图1，本申请提供了一种多发酵罐自动流加补料装置，包括：

一个或多个物料罐1，物料罐1连接有出料管，出料管沿出料方向依次设有底阀2、出料流量计3、出料调节阀4；分配阀组，分配阀组包括分配管、多个分配阀5，分配管具有多个分支管，分支管设有分配阀5，分配管与出料管的出料端连通；控制器，控制器分别与底阀2、出料流量计3、出料调节阀4、分配阀5电连接；其中，流加补料时，出料流量计3用于检测所述出料管的流加速度，控制器通过控制指令控制底阀2、出料调节阀4进行流加速度的调节，控制器通过控制指令控制多个分配阀5进行分批开启，以对多个发酵罐进行分批流加补料的物料输出。

现对本实施例的结构进行说明：

参看图1，物料罐1中存储的物料通过出料管对外输出，出料管出料方向上依次设置底阀2、出料流量计3、出料调节阀4，控制器可控制底阀2与出料调节阀4进行物料流加速度的调节以及物料输出的开关，通过出料流量计3获取实际流加流速。分配管与出料管连接，分配管接收出料输送的物料，并将物料导引至各个分支管，分支管用于和发酵罐20连接，控制器控制多个分支管上的分配阀5的开关，可控制多个发酵罐20的流加补料的开关，从而可进行物料输出的分配，具体地，控制器控制多个分配阀5进行分批流加补料，即按一定顺序分批打开这些分配阀5,每一次可打开其中的一个或多个分配阀5，并关闭其他分配阀5，以分批输出物料到发酵罐20内，从而实现对多个发酵罐20进行流加补料。

较优地，控制器设有分配阀开关的流加间隔，控制器以流加间隔的时间间隔循环地依次打开分配阀，并关闭其他分配阀，以进行多个发酵罐的流加补料，在满足发酵时间内流加总量一定的情况下，尽可能地减少每次流加补料的量，即对于单一发酵罐而言在其发酵时间内间隔地多次进行流加补料，降低每次物料补料所产生的物料渗透压波动，避免了物料渗透压的波动对发酵的影响。

本实施例通过一个或多个物料罐通过同一分配阀组进行多个发酵罐内的物料全自动化流加补料，其中，通过控制器控制底阀、出料调节阀调节每一发酵罐的流加速度以及物料输出开关，通过控制器控制多个分配阀进行分批打开，以使物料罐中的物料分时分多次地被输送到不同的发酵罐中，实现了发酵罐的分批流加补料，同时，多个物料罐时，可存储多种物料，通过控制器控制物料罐出料管的相关阀门进行多种物料的提供，如果多个小料也希望通过本分配阀组定时向发酵罐加入小料时，可增加存储小料的物料罐，可通过控制器控制小料罐出料管的相关阀门进行多种物料的提供，如此，降低了整体的设备成本，提高了流加补料设备的效率，流加补料过程全自动化控制，无需人员操控，解决了如何对多发酵罐进行物料补料的技术问题，达到了自动化程度高、流加补料效率高、成本低、发酵影响小的技术效果。

参看图3，控制器包括计算机21、交换机22、控制系统23，以进行数据检测、输入、处理与传输过程。具体地，计算机21用于确认、显示流程画面，最主要的功能是对工艺数据的计算与管理，包括自动流加的时间、流加量、调节阀开度、调整发酵罐流加顺序后排序与计算等处理。计算机21可采用现场平板电脑作为现场操作单元；可选的，控制系统23设置为DCS(Distributed Control System,分布式控制系统23)控制系统。计算机21通过交换机22与发酵管理的控制系统23进行信号传输，形成全自动控制多发酵罐20分批流加的控制器。可选的，计算机21还可连接打印机24，进行多种数据的打印输出。

较优地，参看图1和图2，物料罐1还连接有排气管、压料管、清洗水管、蒸汽杀菌管、物料来料管，压料管用于给物料罐1提供一定压力的气体，以增加物料罐物料输出的动力，可以为压缩空气，排气管用于排出气体降低物料罐1内的压力，清洗水管用于提供清洁水进行物料罐1冲洗清洁，蒸汽杀菌管用于提供蒸汽进行物料罐1的杀菌，物料来料管用于补充物料罐1的物料。排气管设有排气调节阀6，压料管设有压料阀7，清洗水管设有清洗阀门16，蒸汽杀菌管设有第一杀菌阀11，物料来料管设有来料阀门19，控制器分别与排气调节阀6、压料阀7、清洗阀门16、第一杀菌阀11、来料阀门19电连接，进一步地，考虑到物料罐1清洗与杀菌并不经常使用，从成本的角度考虑，清洗阀门16和第一杀菌阀11可以考虑使用手动阀。

较优地，参看图1和图2，物料罐1还设有压力变送器8、温度变送器9、料位变送器10，控制器分别与压力变送器8、温度变送器9、料位变送器10电连接，压力变送器8用于检测物料罐1内的压力，该压力分不同工作状态，其压力值反应的内容不同，如压料压力指的是压送物料时的压力，补料压力指的是物料罐补充物料时的罐内压力，蒸汽压力指的是物料罐空消时杀菌蒸汽的压力，不同的工作状态对于罐内的压力要求不同，温度变送器9用于检测物料罐1的蒸汽温度，料位变送器10用于检测物料罐1的物料料位。其中，料位变送器10可采用称重变送器或者压差液位变送器。

较优地，参看图1和图2，分配阀组还包括第二杀菌阀12、蒸汽温度检测变送器13、蒸汽压力检测变送器14、蒸汽冷凝水排放阀15，第二杀菌阀12设于分配管的一端，蒸汽温度检测变送器13、蒸汽压力检测变送器14和蒸汽冷凝水排放阀15分别设于分配管的另一端。控制器分别与第二杀菌阀12、蒸汽温度检测变送器13、蒸汽压力检测变送器14、蒸汽冷凝水排放阀15电连接。

较优地，参看图1和图2，分支管靠近分配管的一端设有分配阀5，分支管的另一端连接有发酵进料管，发酵进料管用于分支管和发酵罐之间的连接，发酵进料管靠近发酵罐的一端连接有杀菌排放管，发酵进料管靠近发酵罐的一端设有进料阀18，杀菌排放管设有排放阀17，控制器分别与进料阀、排放阀电连接。进一步地，从成本的角度考虑，排放阀17和进料阀18可以考虑使用手动阀。

本实施例的所有阀门根据实际卫生要求可以使用可采用三通隔膜阀、三通抗生素阀等电控阀、气控阀。

现对本实施例的工作情况进行说明：

1)对多个发酵罐进行自动流加补料

参看图2，执行自动流加补料前，需要操作人员配置发酵罐20需要补料总量、发酵时间、以及发酵罐20之间的流加间隔等工艺配置参数，流加间隔即每个罐流加多少时间后转到下一个罐的流加的人工设定转换间隔时间。本实施例的发酵罐20均设有内部标识，需要流加就将内部标识置为“1”，不需要流加就将内部标识置为“0”，进行自动流加补料时，控制器根据工艺配置参数自动计算判断需要流加开始时间/阶段、流加结束时间、每一发酵罐20的流加流速，初始的流加循序以发酵罐20发酵启动顺序来确定，发酵罐20的循序也就是发酵罐20流加的顺序，优选地，根据发酵罐20降糖情况控制器可以随时上下调整流加顺序，更改流加顺序后，系统自动按照新顺序多个发酵罐20的分批流加。

现举例，假设每个罐从需要开始流加到发酵结束前停止流加的发酵时间100小时，根据启动罐的数量不同，控制器自动计算每个罐的需要流加时间，现有5个罐需要流加补料也就是每个罐20小时，而每一发酵罐需要流加总量配置为80吨,流加间隔配置为2小时，故对于需要流加补料的每个罐流加补料时的流速为每小时4吨。参看图2，流加补料时，控制器依次打开底阀2、出料调节阀4，并调节阀出料调节阀4的开度使流加速度为每小时4吨，当一发酵罐需要进料开始发酵生产，控制器打开连接该发酵罐对应的分配阀5，使物料输送至该发酵罐，持续2小时后，关闭该分配阀5，同时打开下一需要流加的发酵罐对应的分配阀5，进行2小时的流加补料，依次类推，循环对每个需要流加的发酵罐进行流加，直至达到发酵罐的发酵结束时间，便不对发酵结束的发酵罐进行流加补料。

如果发酵中途更改某个发酵罐的补料量，控制器可自动计算并调整该罐的流加速度。如果发酵中途增加或减少发酵罐的罐数，控制器可自动调整流加速度，以保证每一发酵罐在其发酵时间内的流加总量达到配置要求。

在自动流加补料过程中，控制器通过压力变送器8实时检测物料罐1中的压料压力值，若压力值小于设定值或设定范围则可打开压料阀7，以增大物料罐内压送物料的气体压力，如此，在自动流加补料过程，可维持物料罐内压料压力的恒定，保证物料流加速度的稳定，从而实现流加速度的精准控制。

本实施例通过压力变送器检测物料罐内压力，并通过控制器控制压料阀，保证罐内压力至合理范围，以保证物料被压出物料罐的流速一定，从而有利于流加速度的精确控制，提高了流加速度的控制精度，从而确保了流加补料量的精准。

2)对物料罐进行物料补充

参看图2，当料位变送器10检测到物料料位低于限定值时，则需要对物料罐1进行物料补充，该过程为：首先，控制器打开来料阀门19，物料来料管路输出物料到发酵罐20，同时，压力变送器8实时检测物料罐1中的压力值，随之物料的补充，物料罐内的补料压力会随之升高，若压力值大于设定值或设定范围则可打开排气调节阀6，如此，便可保证物料罐不会产生过高压力，便于物料进入物料罐。3)对物料罐及相关管路、阀门进行清洗

当设备刚安装好或运行一段时间后，需要对罐体、物料管路及其相连接的阀门等进行清洗，确保管道内部无杂物。

以一个物料罐和一个发酵罐为例，清洗的具体过程：

参看图2，物料罐到分配阀组的清洗：考虑到并非经常水洗，此处清洗水阀门设置为手动阀门，操作人员手动开启的清洗阀门16，在控制器上点击清洗程序，控制器开启底阀2、100％调节开启出料调节阀4，并开启蒸汽冷凝水排放阀15；这样首先对物料罐1、出料管、以及分配阀组管道进行水冲洗；

参看图2，物料罐到发酵罐的清洗：关闭蒸汽冷凝水排放阀15，开启进料阀18和排放阀17，对发酵进料管路水冲洗；进一步，逐个对发酵进料管路水冲洗；

参看图2，清洗结束过程：关闭清洗阀门16，并关闭最后冲洗的发酵罐的排放阀17，并开启蒸汽冷凝水排放阀15，排放完管道中的余水之后，关闭蒸汽冷凝水排放阀15、出料调节阀4、底阀2，水冲洗完毕。

本实施例通过清洗阀门控制清洗水管的开关，并且匹配流加补料装置的其他阀门，可进行整个流加补料装置的冲洗，实现了物料罐自动杀菌和出料管路自动杀菌的技术效果。

4)对物料罐及相关管路、阀门进行杀菌

步骤1：参看图2，物料罐的杀菌：考虑到并非经常杀菌，此处第一杀菌阀11设置为手动阀门，手动开罐底第一杀菌阀11，控制器启动对应杀菌程序，自动执行物料罐1杀菌流程。系统自动PID调节开启排气调节阀6，自动开启底阀2，假设杀菌设定为30min、罐压设为0.03Mpa，排气调节阀6根据压力变送器8的检测值调节开度，当温度变送器9检测到温度到达一定温度开始计数，蒸汽杀菌时间到，则自动关闭底阀2并开启压料阀7备压，防止罐在冷却过程出现负压。

步骤2：参看图2，物料罐的出料管路杀菌：控制器启动物料罐的出料管路杀菌流程，系统自动开启蒸汽冷凝水排放阀15，100％开启出料调节阀4，管路末端蒸汽压力检测变送器14检查到达一定压力，且蒸汽温度检测变送器13测到温度到达一定温度开始计数，杀菌时间可设定为20min；当时间到,控制器提示操作人员手动关闭罐底第一杀菌阀11，或者控制器自动关闭第一杀菌阀11，然后控制器自动关闭相应阀门，物料罐的出料管路杀菌结束。

步骤3：参看图2，分配阀组管路和发酵进料管路杀菌：首先，控制器点击启动分配阀组管路杀菌流程，控制器自动开启第二杀菌阀12和蒸汽冷凝水排放阀15，当温度和压力达到杀菌工艺要求开始计时，待达到杀菌时间，自动关闭第二杀菌阀12，然后控制器自动关闭其他相应阀门，分配阀组管路杀菌结束。待分配阀组管路杀菌结束，可选择好需要杀菌的发酵罐，也可多选或选择全部，控制器点击启动发酵进料管路杀菌流程，控制器自动开启第二杀菌阀12、相应发酵罐的排放阀17，开启计时，时间到自动开启各发酵罐进料阀18并关闭排放阀17，再杀菌一段时间，自动关闭第二杀菌阀12、相应发酵罐的进料阀18。若每次仅对一个发酵罐进行杀菌，则可依次如上阀门控制进行个发酵罐的杀菌。

本实施例通过第一杀菌阀控制蒸汽杀菌管蒸汽的开关，并且配合温度变送器和压力变送器、发酵罐相关管路的阀门控制，可以实现一定温度和压力的物料罐、出料管的蒸汽杀菌操作，同时，在分配管的一端连接蒸汽供应、另一端作为排放端，通过第二杀菌阀、第二杀菌阀的开关，并且配合蒸汽温度检测变送器、蒸汽压力检测变送器、分配阀组的相关管路阀门控制，可实现一定温度与压力的分配阀组管路、发酵进料管路蒸汽杀菌操作，实现了自动杀菌的技术效果。

实施例2

参看图4，本申请提供了一种基于实施例1的一种多发酵罐自动流加补料方法，应用于如上述所描述的多发酵罐自动流加补料装置，包括以下步骤：

S1：配置发酵罐需要补料的流加总量、发酵时间、流加间隔，并点击启动需要自动流加补料的发酵罐，并且控制器自动将启动的发酵罐的内部标识标记为工作状态；

S2：控制器读取每一发酵罐的内部标识，根据内部标识统计需要流加补料的发酵罐的罐数，并根据罐数、流加总量和发酵时间，得到需要流加补料的每一发酵罐的流加速度、流加开始时间和流加结束时间；

S3：根据流加开始时间、流加结束时间和流加间隔，控制器控制多个分配阀进行分批次打开，以依次对发酵罐进行流加补料，同时，根据流加速度，控制器控制底阀、出料调节阀进行出料流量计检测的实际流速的调节。

进一步优选的，在步骤S3执行过程中，实时统计检测罐数是否发生变化：若罐数发生变化，则重新调整每一发酵罐的流加速度，以保证每一发酵罐在发酵时间内的流加补料达到流加总量。

较优地，在步骤S3执行过程中，实时统计检测罐数是否发生变化：若罐数发生变化，则重新调整每一发酵罐的流加速度，以保证每一发酵罐在发酵时间内的流加补料达到流加总量。具体地，如增加一新的需要流加补料的发酵罐，此时，控制器首先会计算判断该发酵罐流加补料的开始时间与结束时间，其次根据罐数计算新增的发酵罐的流加速度，同时，还会根据其他发酵罐的剩余需要流加量以及剩余可进行流加的时间，进行对应的流加速度的调整，从而保证每一发酵罐在发酵时间内的流加补料达到流加总量。

本实施例通过读取每一发酵罐的内部标识，来统计需要流加补料的罐数，并根据罐数以及配置的参数得到流加参数，即每一发酵罐的流加速度、流加开始时间和流加结束时间，从而控制进行分批流加补料，其中，通过内部标识改变可增加或减少或暂时撤下流加补料的发酵罐，一旦需要流加补料的发酵罐的罐数发生变化，对应的流加补料的工艺参数会随之调整，以保证每一发酵罐在发酵时间内的流加补料达到流加总量，从而实现多发酵罐的流加补料。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种多发酵罐自动流加补料装置，其特征在于，包括：

一个或多个物料罐，所述物料罐连接有出料管，所述出料管沿出料方向依次设有底阀、出料流量计、出料调节阀；

分配阀组，所述分配阀组包括分配管、多个分配阀，所述分配管具有多个分支管，所述分支管设有所述分配阀，所述分配管与所述出料管的出料端连通；

控制器，所述控制器分别与所述底阀、所述出料流量计、所述出料调节阀、所述分配阀电连接；其中，

流加补料时，所述出料流量计用于检测所述出料管的流加速度，所述控制器通过控制指令控制所述底阀、所述出料调节阀进行所述流加速度的调节，所述控制器通过控制指令控制多个所述分配阀进行分批开启，以对多个发酵罐进行分批流加补料的物料输出。

2.根据权利要求1所述的多发酵罐自动流加补料装置，其特征在于，所述物料罐连接有压料管，所述压料管设有压料阀，所述物料罐还设有压力变送器，所述控制器分别与所述压料阀、所述压力变送器电连接；其中，

所述物料罐出料时，所述压力变送器用于检测所述物料罐内的压料压力，所述控制器通过控制指令控制所述压料阀进行所述压料压力的调节，以保证所述物料罐压送物料的压力稳定。

3.根据权利要求2所述的多发酵罐自动流加补料装置，其特征在于，所述物料罐连接有物料来料管、排气管，所述物料来料管设有来料阀门，所述排气管设有排气调节阀，所述物料罐还设有料位变送器，所述控制器分别与所述来料阀门、所述排气调节阀和所述料位变送器电连接；其中，

所述料位变送器用于检测所述物料罐的物料料位，所述物料罐物料补充时，所述控制器通过控制指令控制所述来料阀门开启，所述压力变送器用于检测所述物料罐内的补料压力，所述控制器通过控制指令控制所述排气调节阀进行所述补料压力的调节，以保证物料补充过程中所述补料压力的稳定，从而便于物料进入所述物料罐。

4.根据权利要求3所述的多发酵罐自动流加补料装置，其特征在于，所述物料罐还连接有蒸汽杀菌管，所述蒸汽杀菌管设有第一杀菌阀，所述物料罐还设有温度变送器，所述控制器分别与所述第一杀菌阀、所述温度变送器电连接；其中，

所述物料罐和/或所述出料管杀菌时，所述控制器通过控制指令控制所述第一杀菌阀开启，所述压力变送器用于检测所述物料罐内的蒸汽压力，所述温度变送器用于检测所述物料罐的蒸汽温度，所述控制器通过控制指令控制所述排气调节阀进行所述蒸汽压力的调节，以保证空消要求。

5.根据权利要求1所述的多发酵罐自动流加补料装置，其特征在于，所述分配阀组还包括第二杀菌阀、蒸汽温度检测变送器、蒸汽压力检测变送器、蒸汽冷凝水排放阀，所述第二杀菌阀设于所述分配管的一端，所述蒸汽温度检测变送器、所述蒸汽压力检测变送器和所述蒸汽冷凝水排放阀分别设于所述分配管的另一端；其中，

所述控制器分别与所述第二杀菌阀、所述蒸汽温度检测变送器、所述蒸汽压力检测变送器、所述蒸汽冷凝水排放阀电连接，所述分配阀组杀菌时，所述蒸汽温度检测变送器用于检测所述分配管内的温度，所述蒸汽压力检测变送器用于检测所述分配管内的压力，所述控制器通过控制指令控制所述第二杀菌阀、所述蒸汽冷凝水排放阀进行所述分配阀组的杀菌。

6.根据权利要求5所述的多发酵罐自动流加补料装置，其特征在于，所述物料罐还连接有清洗水管，所述清洗水管设有清洗阀门。

7.根据权利要求5所述的多发酵罐自动流加补料装置，其特征在于，所述分支管靠近所述分配管的一端设有所述分配阀，所述分支管的另一端连接有发酵进料管，所述发酵进料管用于所述分支管和发酵罐之间的连接，所述发酵进料管靠近发酵罐的一端侧连接有杀菌排放管，所述发酵进料管靠近发酵罐的一端设有进料阀，所述杀菌排放管设有排放阀，所述控制器分别与所述进料阀、所述排放阀电连接；其中，

所述发酵进料管杀菌时，所述控制器通过控制指令控制所述第二杀菌阀、所述杀菌排放阀进行所述发酵进料管的杀菌。

8.一种多发酵罐自动流加补料方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任意一项所述的多发酵罐自动流加补料装置，包括以下步骤：

S1：配置发酵罐需要补料的流加总量、发酵时间、流加间隔，并点击启动需要自动流加补料的发酵罐，并且所述控制器自动将启动的发酵罐的内部标识标记为工作状态；

S2：所述控制器读取每一发酵罐的内部标识，根据内部标识统计需要流加补料的发酵罐的罐数，并根据所述罐数、所述流加总量和所述发酵时间，得到需要流加补料的每一发酵罐的流加速度、流加开始时间和流加结束时间；

S3：根据所述流加开始时间、所述流加结束时间和所述流加间隔，所述控制器控制多个所述分配阀进行分批次打开，以依次对发酵罐进行流加补料，同时，根据所述流加速度，所述控制器控制所述底阀、所述出料调节阀进行所述出料流量计检测的实际流速的调节。

9.根据权利要求8所述的多发酵罐自动流加补料方法，其特征在于，在所述步骤S3执行过程中，实时统计检测所述罐数是否发生变化：若所述罐数发生变化，则重新调整每一发酵罐的所述流加速度，以保证每一发酵罐在所述发酵时间内的流加补料达到所述流加总量。

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