CN204702757U - 小型化智能发酵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于食品领域，提供了一种小型化智能发酵系统，包括框架主体、水处理子系统、自动发酵子系统、自动产品储藏子系统；所述框架主体包括底层、中间层和顶层；所述水处理子系统与水源相连；所述自动发酵子系统，包括发酵罐、加料模块、发酵环境控制模块和信息采集传输模块；所述发酵罐设置在所述框架主体的中间层上；所述加料罐与所述发酵罐连通，以通过所述自动加料装置向所述发酵罐中供应发酵物料；所述发酵环境控制模块包括传感器、发酵环境调节装置和控制器，所述传感器测量所述发酵罐中的发酵环境参数。通过对于发酵系统的合理布局和自动发酵以及远程控制系统实现发酵系统的小型化，以便与社区或其它类似公共场所使用。

Description

小型化智能发酵系统

技术领域

本实用新型属于发酵领域，具体而言涉及一种小型化智能发酵系统，特别一种适用于生活社区或其他公共场所，能够供消费者直接利用以获得微生物发酵产品的智能发酵系统。

背景技术

传统的微生物发酵产品如益生菌、酸奶、啤酒等，都是在工厂生产好后灌装，然后再通过多个环节进入卖场，由消费者到卖场购买。

现有技术中至少存在如下问题：首先，从产品生产到消费者饮用需要较长的时间，啤酒等发酵产品虽然合格，但已经变得不新鲜；益生菌类产品其活菌快速死亡，活菌数量迅速减少，其品质大幅度下降；而酸奶类产品在转运过程中容易出现污染也影响了产品的质量。其次，从工厂生产到消费者使用需要巨量的包装物，生产这些包装物都需要消耗巨大的能源，导致大量排放和环境污染；进一步地，无论是玻璃材质、金属材质，还是塑料材质的空瓶都将继续污染环境。此外，从工厂到消费者由于中间的环节过多，再加上包装、运输的成本，其产品成本也大幅度攀升，消费者不得不付出高昂的代价。

然而微生物发酵产品生产对生产工艺具有较为复杂的要求，现有技术中并未见能够小型化并能够同时生产多种产品的智能发酵系统。

发明内容

本实用新型正是基于现有技术中的上述需求而提出的，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种小型化智能发酵系统，以减轻因设备空间而给发酵系统带来的使用限制。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面提供了一种小型化智能发酵系统，包括框架、水处理子系统、自动发酵子系统、自动产品储藏子系统；所述框架包括底层、中间层和顶层，所述框架用于承载所述小型化智能发酵系统的其它构件；

所述水处理子系统与水源相连，净化水源供给的水；所述自动发酵子系统，包括发酵罐、加料模块、发酵环境控制模块和信息采集传输模块；所述发酵罐设置在所述框架主体的中间层上；所述加料模块包括加料罐与自动加料装置；所述加料罐贮存用于发酵的物料，所述加料罐与所述发酵罐连通，以通过所述自动加料装置向所述发酵罐中供应发酵物料；所述发酵环境控制模块包括传感器、发酵环境调节装置和控制器，所述传感器测量所述发酵罐中的发酵环境参数，所述控制器与所述传感器相连接收所述传感器发送的参数，所述发酵环境调节装置受所述控制器的控制而进行相应的发酵环境调节；所述信息采集传输模块采集所述自动发酵子系统的信息并将其发送到所述小型化智能发酵系统之外，并接收来自远程控制信息将其传输给所述控制器；所述自动产品储藏子系统，设置在所述框架主体底层和中间层之间形成的舱室中，与所述发酵罐连通，储藏发酵完成后的产品。

本实用新型通过合理设置框架的空间结构以及各个子系统在所述框架上的位置提高了发酵系统的空间占用效率，同时通过自动控制的各个发酵环境调节单元控制发酵的环境，并基于远程监控来控制系统的工作，因而解决了现有技术中的发酵系统占用空间较大，难以被消费者直接使用的问题。同时该系统又集成了水净化、热水提供、智能销售等功能为消费者的使用提供了更多的便利。

附图说明

图1智能发酵系统整体结构示意图；

图2智能发酵系统工作原理示意图；

图3智能发酵系统中间层俯视图；

图4智能发酵系统底层仰视图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型的具体是实施方案进行进一步的描述，然而，需要说明的是该具体实施方式仅仅是对本实用新型优选技术方案的举例，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型实施例中的小型化智能发酵系统包括：框架1、自动水处理系统、自动发酵系统、自动空气消毒系统、自动产品储藏系统、智能售卖系统、多媒体推广系统、无线远程管理系统、太阳能利用系统。其工作原理如图2所示。

框架

如图1所示，本实用新型实施例中的框架优选形成为一个三层的框架主体1，所述框架主体三层框架包括底层2、中间层3和顶层4。所述框架用于承载本实用新型实施例的智能发酵系统的其它构件。以便于通过框架和框架上各个系统的合理布置有效利用空间从而实现发酵系统的智能化。通过上述三层的结构能够有效地利用小型化发酵系统有限的空间，从而为智能发酵系统小型化提供了基础。

进一步优选地，所述框架形成为房形结构，所述房形结构的周边封闭，房形结构的外面墙使用强度高的保温材料，以降低热交换系数。房形结构的内部被所述框架的中间层分割为底仓和中间仓。所述房形结构的正面墙为一高强度板，下方安装智能售卖系统的自动售卖窗口、上方安装多媒体推广系统的显示屏。作为优选地，正面墙的顶部可以安装一个遮阳蓬5，方便消费者在强光或下雨天时使用本系统。

进一步地，所述房形结构的侧面和顶板可包括能够被拆除的活动板6，以满足设备大型维护时的需要。房形结构中间仓的背面开设一个可供维修人员进出的门，并在中间仓的所述门后设置一个缓冲间，用于安装电气等控制系统，以及与板房隔开，防止外面带杂菌空气直接进入房内。

更近一步地，所述中间层上设置一个与底仓相通的活动板，方便维修人员由中间仓进入底仓进行设备维护。

所述顶层4上设置有太阳能利用系统的太阳能热水器和太阳电池板和避雷针，以起到供电和避雷的作用。

作为优选地，所述底层的底板与地面保持一定距离，以避免地面的温度和湿度影响了智能发酵系统的工作环境、此外，为了方便系统的移动，还可在底层设置多个万向脚轮11。

自动水处理系统

如图4所示，自动水处理系统12设置于底层的一侧。所述自动水处理系统用于净化处理由水源供应的水，以供发酵或者是直接给消费者使用。净化水处理系统可以采用现有技术中的净化水的技术方案来完成，可根据各个社区自来水源水质的不同，选择不同的滤芯和处理方式，以实现水处理系统的目标。一种优选的技术方案包括，所述水净化系统其包括自来水进入管、过滤结构、二级反渗透结构和弱碱水储水罐，弱碱水储水罐通过不锈钢管道和泵分别与智能售卖系统和自动发酵系统的喷淋清洗/加水装置相连通。通过这种方式能够保证水的充分净化同时能够较为便捷地将水供应到发酵系统或者供消费者直接使用。

自动发酵系统

如图1所示，自动发酵系统设置于中间层，包括发酵罐7、加料罐8和自动加料装置。多个装有发酵营养包或菌种或调味包或酸碱包的加料罐、设置于发酵罐和加料罐之间的自动加料系统，发酵罐优选地设置为多个，所述发酵罐形成于所述中间层3上，成上下放置。由于发酵罐的尺寸通常较大，因而这种设置方式可以有效地利用框架的高度，从而减小所述发酵系统占用的空间；并且通过多个发酵罐的设置能够提供足够种类和产量的产品以供消费者获取。发酵罐外层使用食品级不锈钢，发酵室内壁使用食品级抛光不锈钢，以利清洗和减少污染。发酵罐底部、发酵罐外壁之间使用隔热材料，以降低热交换系数，控制发酵温度，稳定发酵质量。发酵罐顶部为相对密封型的罐盖，罐盖在发酵罐维修时才会打开，在日常生产过程中处于密封状态。

所述发酵罐的顶部设有加料口，所述自动加料装置可与所述加料口自动对接，并将经过识别验证后的发酵营养包或菌种或调味包或酸碱包自动输送至加料口，待加料完成后将空营养包或空菌种罐或空调味包或空酸碱包送回至加料罐。发酵罐的顶部还设有自动搅拌装置，用于对发酵罐内的物料进行搅拌。

每个发酵罐包括喷淋清洗/加水装置、自动搅拌装置、自动pH值调节装置、自动消毒装置、自动识别装置和信息采集传输装置。

所述喷淋清洗/加水装置，通过不锈钢管道和泵与自动水处理系统的弱碱水储水罐相通，包括设置于发酵罐内的多个喷头和液位传感器，控制器控制喷淋清洗的时间并根据液位传感器的输入值控制喷头的开闭。发酵罐的底部设置有一阀门，用于将发酵好的产品输入至自动产品储藏系统的储藏箱中。发酵罐的底部还设置有一用于将清洗废液排出的阀门。

所述自动搅拌装置分别设置在每一个所述发酵罐上，优选地，所述自动搅拌装置的搅拌电机安装在发酵罐顶部，控制器根据时间控制所述搅拌电机的工作与停止，通过所述搅拌装置的自动搅拌以提高发酵效果。

所述自动pH值调节装置，包括设置于发酵罐内的用于监测发酵液的pH值变化的pH值传感器、与pH值传感器相连接的控制器以及与控制器相连接的电磁开关，控制器根据pH值传感器的输入值控制电磁开关进行自动加酸或加碱。

发酵环境温度控制装置包括在发酵罐外边环绕设置的油槽，基于温度控制而通过加热所述油槽中的油的方式从而对发酵罐中培养基进行消毒和温控。例如，在进行消毒时，将发酵罐内培养基加热到100℃，按要求维持设定温度到一定时间，然后进入降温状态。所述发酵环境温度控制装置与所述控制单元相连以控制加热温度和时间。

自动识别装置包括设置于自动加料系统中的二维码读取装置和验证装置，其用于读取发酵营养包或菌种或调味包或酸碱包上的二维码信息，并对该二维码信息进行验证，由此避免不符合要求的原辅料进入发酵罐。二维码中的信息由加密算法产生，每一件原辅料上的信息均不相同，无法实现规模性假冒。

信息采集传输装置用于采集自动发酵系统的各个传感器的信息，并将采集到的信息传输给远程控制中心，以便掌握设备运行的动态情况，及时处理出现的问题，确保产品质量。

本实用新型的自动发酵分系统均在常压下运行，确保产品生产过程中的设备对周边环境的安全。生产环境相对密封，确保发酵生产环节与外界环境隔离。

自动空气消毒系统

空气消毒系统主要包括：房屋室内空气净化单元10、入发酵罐的空气消毒单元、加料罐和输送隧道空气消毒单元和灌装室空气消毒单元。四个部分相对独立。发酵罐处于密封状态，加料或接种时也不与外部环境相通，进入发酵罐的空气必须是无菌的。灌装室平时密封，在消费者购买产品刷卡时灌装室门自动打开。室内空气消毒定时进行。

一种优选的技术方案为，所述自动空气消毒系统包括空气净化装置、臭氧发生器和紫外线照射杀菌装置。空气净化装置用于使室内、加料罐及输送管道、灌装室的空气净化度达到10000级以上，使进入发酵罐的空气净化度达到100级以上，确保无菌；同时使内部形成正压，外部带有大量杂菌的空气不能进入室内。臭氧发生器用于使加料罐及输送管道、灌装室空气中的臭氧浓度提高，使空气中和设备表面的杂菌数量进一步下降。紫外线照射杀菌装置在加料罐及输送隧道、灌装室和室内安装高强度紫外线灯，定时打开开关，对空气、物料和设备表面进行杀菌。

自动产品储藏系统

自动产品储藏系统9设置于底层，包括多个用于储藏已经发酵好的产品的储藏箱，储藏箱的数量与发酵罐的数量相对应，每一储藏箱的顶部通过不锈钢管与发酵罐的底部的阀门相连，每一储藏箱还通过不锈钢管与智能售卖系统的灌装口相连。

储藏箱包括内、外两层，中间为保温层，外层采用食品级不锈钢材料，内层采用食品级抛光不锈钢材料。进一步地，每个储藏箱内还设置温度传感器、加热装置和冷却水循环管道。

智能售卖系统

智能售卖系统包括自动售卖窗口,所述售卖窗口上设置有多个分别与储藏箱相连的灌装口以及多个灌装桶自动识别装置。当灌装桶自动识别装置正确识别灌装桶上的IC卡后，自动售卖窗口自动打开，灌装口对灌装桶进行灌装，当灌装结束后，由于IC卡离开识别区域，自动售卖窗口自动关闭，确保灌装过程中的卫生与安全。

多媒体推广系统

多媒体推广系统包括设置于本实用新型实施例系统正面的显示屏，其与远程控制中心进行通信，用于向使用者介绍设备、生产的产品、产品功能、以及发布产品质量监测数据等。

通信模块

如图2所示，本实用新型实施例的发酵系统还包括通信模块,所述通信模块将所述发酵系统的信息发送给远程控制单元，并且能够接受远程控制单元所发送的信号,从而控制所述发酵系统的工作。通过自动化的发酵环境控制装置并结合远程控制能够将现有技术中对于发酵系统的较高人员需求和空间需求简化。从而实现了整个发酵系统的小型化和智能化，能够在社区等空间有限的场合使用。

建筑物温度控制系统

所述建筑物温度控制系统控制所述框架构件的建筑物空间内的环境温度,将所述建筑物中的温度稳定在利于发酵的水平,从而保证生产的环境。

太阳能利用系统

太阳能利用系统10包括设置于顶层的太阳能热水器和多个太阳能电池板、以及安装于底层的逆变器和蓄电池。太阳能热水器的进水端与自动水处理系统的弱碱水储水罐相连、出水端与发酵罐相连。太阳能电池板通过电线与底层的控制器、蓄电池和逆变器相连。

优选地，太阳能热水器的底座和太阳能电池板可以进行角度调节，也确保以最佳方向和角度对准太阳。通过太阳能利用系统，能够降低系统对化石能源的消耗，同时降低产品生产成本。然而太阳能利用系统还可以与其它供电系统一起使用以增加系统供电的可靠性。

采用本实用新型的智能发酵系统能选择副干酪乳酸菌和双歧杆菌同时发酵，经试验室反复验证，本实用新型产品可实现复合益生菌同时发酵，与现有市场上的单一益生菌饮料相比，复合益生菌酵素种类更多，功能更丰富。同时实现了社区生产、社区销售的目标，极大地节约了产品物流和包装物对能源的消耗，大幅度提高了产品质量，降低了产品成本。

虽然通过实施例描绘了本实用新型，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，就可使本实用新型有许多变化和变形，本实用新型的范围由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种小型化智能发酵系统，其特征在于，包括框架主体、水处理子系统、自动发酵子系统、自动产品储藏子系统；

所述框架主体包括底层、中间层和顶层，所述框架用于承载所述小型化智能发酵系统的其它构件；

所述水处理子系统与水源相连，净化水源供给的水；

所述自动发酵子系统，包括发酵罐、加料模块、发酵环境控制模块和信息采集传输模块；

所述发酵罐设置在所述框架主体的中间层上；所述加料模块包括加料罐与自动加料装置，所述加料罐贮存用于发酵的物料，所述加料罐与所述发酵罐连通，以通过所述自动加料装置向所述发酵罐中供应发酵物料；所述发酵环境控制模块包括传感器、发酵环境调节装置和控制器，所述传感器测量所述发酵罐中的发酵环境参数，所述控制器与所述传感器相连接收所述传感器发送的参数，所述发酵环境调节装置受所述控制器的控制而进行相应的发酵环境调节；所述信息采集传输模块采集所述自动发酵子系统的信息并将其发送到所述小型化智能发酵系统之外，并接收来自远程控制信息将其传输给所述控制器；

所述自动产品储藏子系统，设置在所述框架主体底层和中间层之间形成的舱室中，与所述发酵罐连通，储藏发酵完成后的产品。

2.根据权利要求1所述的小型智能化发酵系统，其特征在于，所述小型化智能发酵系统还包括智能售卖系统，所述智能售卖系统包括自动售卖窗口，所述自动售卖窗口中设置灌装口，所述灌装口与所述水净化子系统以及所述自动产品储藏子系统连通。

3.根据权利要求2所述的小型化智能发酵系统，其特征在于，所述小型化智能发酵系统还包括空气自动消毒子系统，所述空气自动消毒子系统包括空气净化单元、紫外线杀菌单元和臭氧发生器；所述空气净化单元用于净化房屋内空气；所述紫外线杀菌单元设置于房屋内部，通过照射紫外线实现房屋内部以及屋内设备表面的杀菌；所述臭氧发生器用于提高加料罐、输送管道和灌装区域空气中的臭氧浓度，以杀灭加料罐、输送管道和灌装室空气中的细菌。

4.根据权利要求2所述的小型化智能发酵系统，其特征在于，所述发酵环境控制模块包括自动搅拌装置；所述自动搅拌装置分别设置在每一个所述发酵罐 上，所述自动搅拌装置的搅拌电机安装在发酵罐顶部，所述控制单元根据时间控制所述搅拌电机的工作与停止。

5.根据权利要求2所述的小型化智能发酵系统，其特征在于，所述发酵环境控制模块包括喷淋清洗/加水装置，所述喷淋清洗/加水装置通过不锈钢管道和泵与自动水处理系统的弱碱水储水罐相通，所述喷淋清洗/加水装置包括设置于发酵罐内的液位传感器和喷头。

6.根据权利要求2所述的小型化智能发酵系统，其特征在于，所述发酵环境控制模块包括自动pH值调节装置，所述pH值调节装置包括设置于发酵罐内的用于监测发酵液的pH值变化的pH值传感器、与pH值传感器相连接的控制器以及与控制单元相连接的电磁开关。

7.根据权利要求2所述的小型化智能发酵系统，其特征在于，所述发酵环境控制模块包括发酵环境温度控制装置，所述发酵环境温度控制装置包括在发酵罐外边环绕设置的油槽，基于温度控制对所述油槽内的油加热到预定温度以实现对发酵罐中培养基的消毒和发酵温度控制；所述自动消毒装置与所述控制单元相连以控制加热温度和时间。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的小型化智能发酵系统，其特征在于，所述小型化智能发酵系统还包括太阳能利用子系统，所述太阳能利用子系统包括设置于顶层的太阳能热水器、多个太阳能电池板以及安装于底层的逆变器和蓄电池；所述太阳能热水器的进水端与自动水处理系统的弱碱水储水罐相连用于加热净化后的水、出水端与发酵罐相连。

9.据权利要求8所述的小型化智能发酵系统，其特征在于，

所述自动储藏子系统包括储藏箱，所述储藏箱包括内层、外层，所述内层和外层中间为保温层；每个储藏箱内还设置有温度传感器、加热装置和冷却水循环管。