CN209974790U - 一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，包括罐体和反应容器，反应容器连通有酸液容器和碱液容器，并在罐体和反应容器之间设有循环部件，循环部件包括连通反应容器与罐体的进液管和出液管，进液管设有用于将发酵液由反应容器导入至罐体的抽水泵，出液管设有由于控制出液管内液体流动的控制元件，反应容器和罐体内均设有pH值传感器。通过设置反应容器，使得中和反应发生在反应容器内，再由反应容器和罐体进行液体循环交换，避免酸碱液直接加入罐体内，导致搅拌充分前局部pH值和温度不稳定，减小局部发酵环境对发酵过程造成的影响。

Description

一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐

技术领域

本实用新型涉及发酵设备技术领域，尤其是涉及一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐。

背景技术

发酵罐是利用微生物在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的场所，其广泛应用于医药工业、食品工业、能源工业、化学工业、农业、环境保护等方面。在生物发酵过程中，罐体中的发酵液的pH值对发酵环境有较大的影响，而pH值的大小严重影响菌的存活。

参见授权公告号为CN206069878U的中国专利，该技术方案提出了一种发酵系统PH值检测装置，包括罐体，罐体上设置有检测罐体内部PH值的PH传感器，PH传感器与设置在罐体外侧的控制器连接，罐体上还设置放置架，放置架上放置有储液罐，储液罐内设置有水泵，水泵通过连接管连接到罐体内部；在罐体上设置有检测PH值得传感器，通过传感器检测出罐体内部的PH值，并将PH值传输到控制器中，控制器根据PH值控制储液罐中的酸性液体或碱性液体注入到罐体中，进行调节罐体内部的PH值。

上述技术方案中存在以下问题，调节pH值的过程需要在发酵罐的罐体中滴加酸液或者碱液，现有技术中的大多数发酵罐大多采用低速多层搅拌，因此酸液或碱液在滴加时由于不能立即扩散，进而可能导致罐体内的发酵液在短时间内pH值不均匀，局部pH值过高或过低；此外，由于改变pH值的过程为中和反应，中和反应为放热反应，现有技术中的大多数冷却装置为外置式的冷却装置，不能迅速对罐体中的发酵液进行降温。由于在某些特定的发酵生产过程中，对pH值和温度的要求非常高，发酵环境稍有偏差则可能影响产品的最终质量，上述技术方案中的pH值调节装置不够稳定平缓，可能会对局部发酵环境造成较大改变，影响产品质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，使其具有平缓的pH值调节过程，减小因pH值调节而对发酵环境的产生的局部影响。

本实用新型是通过以下技术方案得以实现的：一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，包括罐体，所述罐体连接有调节组件，所述调节组件包括反应容器、酸液容器和碱液容器，所述反应容器设有与所述酸液容器/碱液容器连通的酸液管/碱液管，所述调节组件还包括循环部件，所述循环部件包括连通所述反应容器与所述罐体的进液管和出液管，所述进液管设有用于将所述发酵液由所述反应容器导入至所述罐体的抽水泵，所述出液管设有由于控制所述出液管内液体流动的控制元件，所述反应容器和所述罐体内均设有可显示pH值的pH值传感器。

通过采用上述技术方案，说明了设有与罐体连通的反应容器，由于反应容器与酸液容器和碱液容器连接，当罐体内的pH值偏离设定值时，由酸液容器/碱液容器往反应容器内输送酸液/碱液，对反应容器内的pH值进行调节，接着通过抽水泵将反应容器内的发酵液导入罐体中，通过控制元件将罐体内的发酵液导入反应容器内。由于中和反应的过程发生在反应容器内，而反应容器与罐体内初始的发酵液相同，因此反应容器内加入少量的酸液/碱液不会引起整体pH值较大的改变，通过进液管和出液管实现罐体和反应容器内的发酵液进行交换，逐渐改变罐体内的pH值，过程平稳。此外，由于中和反应在反应容器内完成，反映热可在反应容器内发散均匀，对罐体内的发酵环境的局部影响极小。

进一步设置为：所述进液管包括控温管，所述控温管包括内管和套设于所述内管外部的套管，所述内管为螺旋状，所述套管为圆柱状，所述套管的周向侧壁的两端分别连通有进水管和出水管。

通过采用上述技术方案，说明了进液管包括控温管，通过控温管，可以实现改变进液管内液体的温度，通过进水口往套管与内管之间的空间里导入适合温度的控温液，在控温液的作用下对内管内部的发酵液的温度进行改变，使得进入罐体内的发酵液为适合的温度，减小进入罐体的发酵液对罐体内的发酵环境造成的影响。

进一步设置为：所述内管的一端连通有第二引流管，所述第二引流管远离所述控温管的一端从所述罐体的上部穿过并进入所述罐体内，且该端部设有喷嘴，所述喷嘴为圆锥台状，所述喷嘴通过小端与所述第二引流管连通，大端位于罐体内的发酵液的液面上方并开设有多个喷孔。

通过采用上述技术方案，说明了第二引流管的设置，由于喷嘴位于罐体内发酵液的液面上方，且开设有多个喷孔，因此可将导入至罐体内的新的发酵液以喷雾的方式加入至罐体内原本的发酵液中，使得液体更加均匀地进入，进一步提高了pH值调节过程的平缓性。

进一步设置为：所述内管远离所述第二引流管的一端连通有第一引流管，所述第一引流管的一端向所述反应容器的底部延伸并位于发酵液的液面以下，另一端穿过所述反应容器并与所述内管连通。

通过采用上述技术方案，由于第一引流管的一端位于反应容器内发酵液的液面以下，说明了进液管在需要时可以尽可能多的将反应容器内的发酵液导入至罐体内。

进一步设置为：所述反应容器顶部设有辅助电机，所述辅助电机的转轴竖直向下伸入所述反应容器内，所述转轴固定有多个搅拌叶。

通过采用上述技术方案，说明了反应容器设有搅拌装置，在需要时可以对反应容器内的发酵液进行搅拌均匀。

进一步设置为：所述出液管的一端位于所述罐体的下部，且连通处设有滤网。

通过采用上述技术方案，由于出液管位于罐体的下部，使得罐体内由出液管导入至反应容器内的发酵液可以尽可能地避开上方喷嘴喷出的发酵液的部分，减少无效循环。

进一步设置为：所述控制元件为双向水泵。

通过采用上述技术方案，常规运行时由双向水泵将罐体内的发酵液导入反应容器内，配合进液管完成循环，当需要时也可以将反应容器内的发酵液导入罐体内，达到节省等目的。

进一步设置为：所述酸液管与所述碱液管均设有蠕动泵。

通过采用上述技术方案，通过蠕动泵控制调整需要添加至反应容器内的酸液/碱液的量。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：通过设置反应容器，使得中和反应发生在反应容器内，再由反应容器和罐体进行液体循环交换，避免酸碱液直接加入罐体内，导致搅拌充分前局部pH值和温度不稳定，减小局部发酵环境对发酵过程造成的影响。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构图；

图2为进液管的爆炸示意图；

图3为图2中A处的局部放大图。

附图标记：1、罐体；11、主电机；2、反应容器；21、辅助电机；3、进液管；31、第一引流管；32、控温管；321、内管；322、套管；323、进水管；324、出水管；33、第二引流管；331、喷嘴；332、喷孔；34、抽水泵；4、出液管；41、双向水泵；5、酸液容器；51、酸液管；52、蠕动泵；6、碱液容器；61、碱液管；7、pH值传感器；8、温度计。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1，为本实用新型公开的一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，包括罐体1，罐体1内设有发酵液，罐体1上方设有主电机11，主电机11的转轴向下延伸穿过罐体1顶部，转轴的下端位于罐体1内并转轴固定有多个搅拌叶，搅拌叶位于发酵液的液面以下。

罐体1设有调节组件，调节组件包括反应容器2，反应容器2内也设有相同的发酵液，反应容器2的上方设有辅助电机21。与主电机11类似，辅助电机21的转轴向下延伸穿过反应容器2的顶部，辅助电机21的转轴的下端位于罐体1内并转轴固定有多个搅拌叶，搅拌叶均位于反应容器2内的发酵液的液面以下。

调节组件还包括循环部件，循环部件包括连通反应容器2与罐体1的进液管3和出液管4，其中进液管3包括依次连通的第一引流管31、控温管32、第二引流管33。参见1和2，第一引流管31的一端向反应容器2的底部延伸并位于反应容器2内发酵液的液面以下，另一端向上延伸并穿过反应容器2的顶部。

控温管32包括内管321和套设于内管321外部的套管322，内管321为螺旋状，一端与第一引流管31连通，另一端与第二引流管33连通。套管322为圆柱状，其周向侧壁的两端分别开设有进水口和出水口，进水口位于出水口的下方。套管322的内侧与内管321的外侧围出控温液空腔，控温液空腔仅通过进水口和出水口与外部连通。进水口/出水口连通有进水管323/出水管324。

第二引流管33设有抽水泵34，第二引流管33远离控温管32的一端从罐体1的上部穿过并进入罐体1内，该端部竖直向下延伸并连接有喷嘴331（图3示），喷嘴331为上小下大的圆锥台状。喷嘴331通过小端与第二引流管33连通，大端位于罐体1内的发酵液的液面上方并开设有多个喷孔332（图3示）。

循环部件的出液管4一端位于罐体1的周向侧壁的下部，并与罐体1内部空腔连通，且连通处设有滤网（图中未示出）。另一端位于反应容器2的周向侧壁的下部，并与反应容器2的内部空腔连通。出液管4的中部设有控制元件，控制元件为双向水泵41。

调节组件还包括酸液容器5和碱液容器6，反应容器2设有与酸液容器5/碱液容器6连通的酸液管51/碱液管61，酸液管51与碱液管61均设有蠕动泵52。

此外，反应容器2和罐体1内均设有pH值传感器7，罐体1内还设有温度计8。

本实施例的实施原理及有益效果为：

初始状态时，反应容器2与罐体1内的液体pH值相同，通过pH值传感器7的检测，当罐体1和反应容器2内的pH值偏离设定值时，由酸液容器5/碱液容器6通过蠕动泵52往反应容器2内输送适量的酸液/碱液，对反应容器2内的pH值进行调节，在辅助电机21的作用下，反应容器2内的搅拌叶对内部的发酵液进行搅拌均匀，完成反应容器2内的pH值调节。

接着通过抽水泵34将反应容器2内的发酵液导入罐体1中，通过控制元件将罐体1内的发酵液导入反应容器2内，进行罐体1和反应容器2内的液体循环交换。由于中和反应的过程发生在反应容器2内，而反应容器2与罐体1内初始的发酵液相同，因此反应容器2内加入少量的酸液/碱液不会引起整体pH值较大的改变，通过进液管3和出液管4实现罐体1和反应容器2内的发酵液进行交换，逐渐改变罐体1内的pH值，过程平稳。

此外，由于中和反应在反应容器2内完成，反映热可在反应容器2内分散均匀，对罐体1内的发酵环境的局部影响极小，在需要时，在温度计8的指示下，通过进水口输入控温液（控温液可以为温度适合的水），对内管321内的发酵液进行控温，使得进入罐体1内的发酵液温度适宜，通过喷嘴331的设置，使得进液管3内的发酵液以喷雾的形式进入罐体1内原本的发酵液中，整个pH值调节过程非常平缓，对罐体1内的发酵环境局部影响极小。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，包括罐体（1），所述罐体（1）连接有调节组件，其特征在于：所述调节组件包括反应容器（2）、酸液容器（5）和碱液容器（6），所述反应容器（2）设有与所述酸液容器（5）/碱液容器（6）连通的酸液管（51）/碱液管（61），所述调节组件还包括循环部件，所述循环部件包括连通所述反应容器（2）与所述罐体（1）的进液管（3）和出液管（4），所述进液管（3）设有用于将发酵液由所述反应容器（2）导入至所述罐体（1）的抽水泵（34），所述出液管（4）设有由于控制所述出液管（4）内液体流动的控制元件，所述反应容器（2）和所述罐体（1）内均设有可显示pH值的pH值传感器（7）。

2.根据权利要求1所述的一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，其特征在于：所述进液管（3）包括控温管（32），所述控温管（32）包括内管（321）和套设于所述内管（321）外部的套管（322），所述内管（321）为螺旋状，所述套管（322）为圆柱状，所述套管（322）的周向侧壁的两端分别开设有进水口和出水口。

3.根据权利要求2所述的一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，其特征在于：所述内管（321）的一端连通有第二引流管（33），所述第二引流管（33）远离所述控温管（32）的一端从所述罐体（1）的上部穿过并进入所述罐体（1）内，且该端部设有喷嘴（331），所述喷嘴（331）为圆锥台状，所述喷嘴（331）通过小端与所述第二引流管（33）连通，大端位于罐体（1）内的发酵液的液面上方并开设有多个喷孔（332）。

4.根据权利要求3所述的一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，其特征在于：所述内管（321）远离所述第二引流管（33）的一端连通有第一引流管（31），所述第一引流管（31）的一端向所述反应容器（2）的底部延伸并位于发酵液的液面以下，另一端穿过所述反应容器（2）并与所述内管（321）连通。

5.根据权利要求1所述的一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，其特征在于：所述反应容器（2）顶部设有辅助电机（21），所述辅助电机（21）的转轴竖直向下伸入所述反应容器（2）内，所述转轴固定有多个搅拌叶。

6.根据权利要求1所述的一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，其特征在于：所述出液管（4）的一端位于所述罐体（1）的下部，且连通处设有滤网。

7.根据权利要求1所述的一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，其特征在于：所述控制元件为双向水泵（41）。

8.根据权利要求1所述的一种具有pH值调节装置的不锈钢发酵罐，其特征在于：所述酸液管（51）与所述碱液管（61）均设有蠕动泵（52）。

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