CN217809469U - 一种自动控制的食用菌种扩大培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，包括反应罐、降温系统、升温系统和控制系统；所述反应罐包括反应罐内胆、中间保温层和保温层外壳三层结构；所述降温系统包括嵌入安装在反应罐中间保温层内的螺旋盘管，所述螺旋盘管与反应罐内胆外壁紧密贴合；所述升温系统包括蒸汽管、压缩空气管、导气管，导气管的上端与蒸汽管和压缩空气管相连，导气管的下端伸入反应罐内胆底部用于向反应罐内通入蒸汽或压缩空气；所述控制系统包括控制柜，所述控制柜内安装有控制器、触摸屏人机界面、电磁阀组。本实用新型培养装置，能够实现自动投料，根据发酵工艺要求自动调节罐内发酵温度，同时能够实现根据后续工艺需求自动定量出料的目的。

Description

一种自动控制的食用菌种扩大培养装置

技术领域

本实用新型涉及发酵食品生产装置技术领域，具体而言，涉及一种自动控制的食用菌种扩大培养装置。

背景技术

酵母罐是在酱油生产过程中常用的微生物扩大培养装置，现有的酱油加工酵母罐结构简单，自动化程度低，发酵过程的控制流程大多是靠操作员的经验进行把控，人为影响因素大，无法满足日益增长的品质要求和产量要求。

有鉴于此，特提出本申请。

实用新型内容

现有技术存在的问题在于酱油加工酵母罐结构简单，自动化程度低，发酵过程的控制流程大多是靠操作员的经验进行把控，为了解决上述问题，本实用新型目的在于提供一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，能够实现自动投料，根据发酵工艺要求自动调节罐内发酵温度和压力，同时能够实现根据后续工艺需求自动定量出料的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，反应罐、降温系统、升温系统、进料系统、排放系统、控制系统；

所述反应罐包括由内至外的反应罐内胆、中间保温层和保温层外壳三层结构，用于微生物扩大培养。

所述降温系统包括嵌入安装在反应罐中间保温层内的螺旋盘管，所述螺旋盘管与反应罐内胆外壁紧密贴合，螺旋盘管用于输送冷冻水，从而对反应罐内胆进行降温；螺旋盘管的入口处设置有第一调节阀并与冷冻水进水管连接，用于控制冷冻水流量，螺旋盘管的出口与冷冻水回收管焊接连通。

所述升温系统包括蒸汽管、压缩空气管、导气管和环形空心管；其中蒸汽管上安装有第一流量计和第二调节阀，压缩空气管安装有第二流量计和第三调节阀；导气管的上端与蒸汽管和压缩空气管用三通焊接相连，导气管的下端从反应罐外伸入反应罐内胆并通入反应罐内胆底部，并通过导气管固定支架固定安装反应罐内胆上；

环形空心管固定安装于反应罐内胆底部，并且与导气管焊接连通，同时环形空心管上设置一定数量的气孔，蒸汽或压缩空气能够从气孔中喷出，从而通过蒸汽或压缩空气实现反应罐内介质的搅拌和加热的功能。

所述进料系统包括设置在反应罐顶部并与反应罐内胆连通的进料管，进料管末端与反应罐内胆焊接连通，使物料可以进入反应罐内胆，进料管上安装有第三流量计，用于计量各种物料的方量，确保准确定量投放；

进料管的上端连有第一物料管道、第二物料管道和第三物料管道；第一物料管道上安装有第一物料阀门，第二物料管道上安装有第二物料阀门，第三物料管道上安装有第三物料阀门，三个物料管道分别经过三个物料阀门后汇流，与进料管入口连通；

反应罐顶部设置还设置有固体料投料口，投料口开口处设置有投料口密封盖，投料口密封盖打开时可向反应罐内投放固体料，投料口密封盖设置有锁紧螺母和密封圈，保证关闭投料口关闭时的气密性。

所述排放系统包括设置在反应罐底部设置的排放管，排放管的下端用三通焊接连通成品料输送管和废液输送管；所述排放管上安装有第三传感器，用于检测反应罐内是否还有剩余液体；所述成品料输送管道上安装有排料控制阀和第四流量计，所述废液输送管上安装有排污阀。

所述控制系统包括控制柜，所述控制柜内安装有控制器、触摸屏人机界面、电磁阀组；所述控制器用以对上述各个传感器、流量计、阀门等的数据和实时状态进行实时采集，并结合发酵工艺对各控制阀、调节阀进行程序控制，以实现对扩大培养工艺流程的控制，所述触摸屏人机界面作为人机交互接口，操作员可通过触摸屏人机界面监测反应罐的状态或者下达控制指令。

进一步的，所述反应罐的罐顶部安装有排气管，排气管上设置有第四调节阀，用于调节控制排气量，达到调节罐内气压的目的；所述第四调节阀还设置有应急手动排气阀旁路。

进一步的，所述反应罐内底部安装有第一传感器，用于实时监测反应罐内介质的温度，反应罐内顶部安装有第二传感器，用于实时监测罐内气相压力。

进一步的，所述反应罐的顶部还设置有密封安装的透明观察窗，透明观察窗外配置有探照灯，可对反应罐内进行照明，方便操作员观察反应罐内部情况。

本实用新型中涉及到的控制器及控制程序等均采用现有的控制程序，本申请的发明点并不在于控制器本身，因此在此处不做详细阐述。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型实施例提供的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，能够实现自动投料，根据发酵工艺要求自动调节罐内发酵温度和压力，同时能够实现根据后续工艺需求自动定量出料的目的；

2、本实用新型实施例提供的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，通过第一调节阀对螺旋盘管内的冷冻水流量进行调节可实现对反应罐内的介质进行快速降温；

3、本实用新型实施例提供的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，通过第二调节阀，第三调节阀，可实现将高压高温蒸汽稀释后再通入反应罐内，对反应罐内进行快速升温并且保证微生物不被高温蒸汽烫杀；

4、本实用新型实施例提供的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，通过控制器可对所有自动调节阀、控制阀进行程序控制，提高了培养过程的自动化程度，使培养操作更简单，微生物培养温度控制、压力控制更精准，从而提高产品品质；

5、本实用新型实施例提供的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，系统结构简单，功能齐全，适用于工厂大批量的食用菌生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的自动控制的食用菌种扩大培养装置的结构示意图。

附图标记及对应零部件名称：

1-废液输送管，2-第一传感器，3-保温层外壳，4-中间保温层，5-反应罐内胆，6-第一调节阀，7-冷冻水进水管，8-螺旋盘管，9-导气管固定支架，10-导气管，11-第二传感器，12-第二调节阀，13-第三调节阀，14-第二流量计，15-压缩空气管，16-蒸汽管，17-第一流量计，18-第一物料管道，19-第二物料管道，20-第三物料管道，21-第三物料阀门，22-第二物料阀门，23-第一物料阀门，24-第三流量计，25-进料管，26-安全阀，27-手动排气阀，28-排气管，29-第四调节阀，30-投料口，31-投料口密封盖，32-透明观察窗，33-探照灯，34-冷冻水循环回收管，35-控制柜，36-触摸屏人机界面，37-控制器，37.1-电磁阀组，38-环形空心管，39-排放管，40-排污阀，41-第三传感器，42-排料控制阀，43-第四流量计，44-成品料输送管道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，反应罐由反应罐内胆5、中间保温层4、保温层外壳3组成；中间保温层4内安装有螺旋盘管8，该螺旋盘管与反应罐内胆5紧密贴合，其入口处设置有第一调节阀6，第一调节阀6连通冷冻水进水管7，螺旋盘管8的出口处与冷冻水循环回收管34焊接连通。

优选的，在本申请实施例中第一调节阀6设置为气动调节阀，在一些可选实施例中第一调节阀也可设置为电动调节阀；当反应罐内温度高于设定温度时第一调节阀6开度增大，使冷冻水流量加大，从而降低反应罐内介质温度。

反应罐上方安装有蒸汽管16、压缩空气管15；其中蒸汽管16上安装有第一流量计17和第二调节阀12，压缩空气管15上安装有第二流量计14和第三调节阀13；蒸汽管16与压缩空气管15末端用三通与导气管10连接，导气管10穿过反应罐顶部，并用导气管固定支架9固定安装于反应罐内胆5的内壁，导气管10的末端位于反应罐内胆5的底部，并与环形空心管38焊接连通；环形空心管38上设置有一定数量的气孔，环形空心管38通过支架焊接固定于反应罐内胆5的底部。

蒸汽和压缩空气可以分别从蒸汽管16、和压缩空气管15输入，分别经过第二调节阀12和第三调节阀13后汇流，并在汇流处混合后进入导气管10，最终到达与导气管10连通的环形空心管38，从环形空心管38的气孔喷出，进入反应罐内部；其中，蒸汽可对反应罐内的介质进行加温或灭菌，而压缩空气则可对反应罐内的介质进行搅拌，同时压缩空气还可根据需要对蒸汽进行稀释，从而降低导气管10内混合气体的温度，防止反应罐内的介质因温度过高而烧曲。

当反应罐内介质温度低于设定温度，而需要加温时，通过把第二调节阀12、第三调节阀13打开一定开度，使蒸汽和压缩空气按照一定的比例混合后注入反应罐底部，从而实现对反应罐内的介质进行加温的功能；当反应罐内需要进行灭菌时，可把第二调节阀12全开，使蒸汽流量最大，第三调节阀13全关，以免压缩空气稀释蒸汽，从而达到向反应罐内通入大量蒸汽进行快速灭菌的目的。

优选的，在本申请实施例中第二调节阀12和第三调节阀13均设置为气动调节阀。在一些可选实施例中第二调节阀12和第三调节阀13也可设置为电动调节阀。

反应罐顶部安装有排气管28，排气管上安装有第四调节阀29，第四调节阀29用于实时调节罐内气压，当反应罐在培养过程中需要保证一定培养压力时，若罐内气压高于设定值，则加大调节阀29的开度增大排气量从而降低罐内气压，反之则减小第四调节阀29的开度。当反应罐在灭菌过程中时，第四调节阀29保持全开状态，以保证反应罐内的蒸汽能快速排出。所述第四调节阀还设置有应急手动排气阀27旁路。

优选的，在本实施例中第四调节阀29设置为气动调节阀，在一些可选实施例中也可设置为电动调节阀。

反应罐底部安装有第一传感器2，用于实时监测反应罐内介质温度，优选的，第一传感器2选用铂热电阻温度传感器。

反应罐顶部安装有第二传感器11，用于实时监测反应罐内气相压力，优选的，第二传感器选用扩散硅压力变送器。

如图1所示，反应罐顶部配置有第一物料管道18、第一物料阀门23，第二物料管道19、第二物料阀门22，第三物料管道20、第三物料阀门21，进料管25以及进料管上安装的第三流量计24。当需要向反应罐内加入液体原料时，三种液体料可依次分时加入。例如先打开第一物料阀门23，此时其他物料阀门保持关闭状态，液体料A则经过第三流量计24注入反应罐，此时控制系统应实时检测第三流量计24的累计方量，当累计方量达到设定值时说明液体料A已添加完毕，需立刻关闭第一物料阀门23；另外两种液体料添加方式同理。

优选的，本实施例中物料阀门均设置为气动阀门，在一些可选实施例中也可选择电动阀门。本实施例涉及到的三种液体料分别为自来水、酱油原油和植物油。

优选的，反应罐顶部设置有投料口30、投料口密封盖31；当反应罐需要加入固体原料时则可以打开投料口密封盖31，从投料口30处把固体原料倾倒进反应罐。本实施例中固体原料为酵母粉。

优选的，反应罐顶部设置有密封的透明观察窗32，透明观察窗外安装有探照灯33，操作人员可透过透明观察窗32观察反应罐内的情况。

优选的，反应罐顶部还安装有安全阀26，能够在发生紧急情况下时快速排气，以便反应罐内快速泄压。

反应罐底部连通排放管39，从排放管39用三通焊接连通成品料输送管44和废液输送管1；排放管39上安装有第三传感器41，用于检测反应罐内的液体是否排空，本实施例中第三传感器41选用音叉开关；成品料输送管44上设置有排料控制阀42和第四流量计43，第四流量计43用于计量成品料输出方量，配合排料控制阀42可实现定量出料，供其他设备工序使用；废液输送管1上安装有排污阀40。

如图1所示，本实用新型的扩大培养装置配置有自动控制系统，包括控制柜35、控制器37、触摸屏人机界面36、电磁阀组37.1。本实施例中控制器37选用PLC可编程逻辑控制器，控制器37通过IO电缆连接上述各传感器、调节阀、流量计、电磁阀组，实时监测各阀门、传感器、流量计状态及过程数据，并按照所需控制工艺控制各物料阀、排气阀、排料阀、调节阀。触摸屏人机界面36使用通信总线与PLC连接并实时交互数据，操作人员可通过触摸屏监视各阀门、流量计、传感器的状态和过程数据，并通过触摸屏给PLC下达控制指令。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，其特征在于，包括反应罐、降温系统、升温系统和控制系统；

所述反应罐包括由内至外的反应罐内胆(5)、中间保温层(4)和保温层外壳(3)三层结构；

所述降温系统包括嵌入安装在反应罐中间保温层内的螺旋盘管(8)，所述螺旋盘管(8)与反应罐内胆(5)外壁紧密贴合；螺旋盘管(8)的入口与冷冻水进水管(7)连接，螺旋盘管(8)出口与冷冻水回收管(34)连接；

所述升温系统包括蒸汽管(16)、压缩空气管(15)、导气管(10)，导气管(10)的上端与蒸汽管(16)和压缩空气管(15)相连，导气管(10)的下端伸入反应罐内胆(5)底部用于向反应罐内通入蒸汽或压缩空气；

所述控制系统包括控制柜(35)，所述控制柜内安装有控制器(37)、触摸屏人机界面(36)、电磁阀组(37.1)。

2.根据权利要求1所述的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，其特征在于，所述螺旋盘管(8)入口处设置有第一调节阀(6)；蒸汽管(16)上安装有第一流量计(17)和第二调节阀(12)，压缩空气管(15)安装有第二流量计(14)和第三调节阀(13)。

3.根据权利要求1所述的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，其特征在于，导气管(10)的下端连有水平设置的环形空心管(38)，所述环形空心管(38)上设置有多个气孔，蒸汽或压缩空气能够气孔中喷出。

4.根据权利要求1所述的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，其特征在于，所述反应罐的罐顶部安装有排气管(28)，排气管(28)上设置有第四调节阀(29)，用于调节控制排气量。

5.根据权利要求1所述的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，其特征在于，所述反应罐内底部安装有第一传感器(2)，用于实时监测反应罐内介质的温度，反应罐内顶部安装有第二传感器(11)，用于实时监测罐内气相压力。

6.根据权利要求1所述的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，其特征在于，还包括进料系统，所述进料系统包括设置在反应罐顶部并与反应罐内胆(5)连通的进料管(25)，进料管(25)的上端连有第一物料管道(18)、第二物料管道(19)和第三物料管道(20)。

7.根据权利要求6所述的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，其特征在于，进料管(25)上安装有第三流量计(24)，第一物料管道(18)上安装有第一物料阀门(23)，第二物料管道(19)上安装有第二物料阀门(22)，第三物料管道(20)上安装有第三物料阀门(21)。

8.根据权利要求1所述的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，其特征在于，反应罐顶部设置还设置有固体料投料口(30)，投料口(30)开口处设置有投料口密封盖(31)。

9.根据权利要求1所述的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，其特征在于，还包括排放系统，所述排放系统包括设置在反应罐底部设置的排放管(39)，排放管(39)的下端连有成品料输送管(44)和废液输送管(1)；所述排放管(39)上安装有第三传感器(41)，用于检测反应罐内是否还有剩余液体；所述成品料输送管上安装有排料控制阀(42)和第四流量计(43)，所述废液输送管(1)上安装有排污阀(40)。

10.根据权利要求1所述的一种自动控制的食用菌种扩大培养装置，其特征在于，所述反应罐的顶部还设置有密封安装的透明观察窗(32)，透明观察窗(32)外配置有探照灯(33)。

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