[实用新型]一种大罐发酵在线检测控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发酵检测控制装置，特别是一种根据CO₂排放状态检测控制发酵情况的装置。

背景技术

发酵过程中需要实时检测并控制发酵进程。一般发酵多数是测定发酵液密度变化来监测过程。普遍的方法是人工定时取样，测定比重，通过发酵液密度或比重的变化，绘制发酵曲线，并以此判断发酵进行的正常与否。密度变化实际上是发酵液中糖、酒精浓度等化学成分变化的外在表现。酒精发酵最直接的监测参数是酒精浓度的增加和糖的消耗。上述传统方法对发酵的监测，需要取样，操作繁琐并容易引起污染。

在啤酒、酒精等发酵生产过程中，糖溶液与酵母组成发酵液，由于酵母量很少，所以一般将刚满罐时的发酵液量看成糖溶液量。酵母首先消耗糖溶液中的无机盐、氨基酸和O₂，随后糖溶液中的糖被酵母转化成酒精和CO₂，全部酒精和部分CO₂溶于发酵液中，大量CO₂排出罐外。对于一台固定的发酵罐，其容量恒定，实际生产中进罐的糖溶液、酵母量也基本恒定，溶于发酵液中的CO₂含量也基本恒定，糖溶液的浓度和量已知，且发酵过程中消耗的糖量与酒精、CO₂有恒定的对应关系。若测得排出罐外的CO₂量,就能得知发酵液的浓度、酒精含量、发酵度、排气中CO₂纯度及产量和降糖速度。

根据发酵动力学原理，排气CO₂释放量可作为监测发酵过程的指标，CO₂释放速率与发酵速度也是相关联的，都可以作为反映发酵进程的重要特征。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述大罐发酵传统监测存在的问题，提供一种根据发酵排放CO₂的量及速率检测控制发酵的装置。该装置利用发酵液生化反应中各物质的对应关系，并通过排气流量信号转换达到目的。可以对啤酒、酒精等生产发酵过程的各项工艺指标（包括发酵液浓度、酒精含量、发酵度、排气中CO₂纯度及产量、降糖速度等）实现连续在线检测和控制，检测控制不用取样，不与发酵液接触，无污染，各项工艺指标都以标准4~20mA信号输出，数字显示，能与分布式控制系统 (Distributed Control System，DCS)、报警及自控系统相联，可以远程操作控制。

本实用新型采用的技术方案是这样的：

一种大罐发酵在线检测控制装置，包括发酵罐1、发酵罐顶部的排气管2、与排气管相连的排空管8和回收管9，排气管排空管和回收管上均具有阀门，排气管上安装有气体流量计3，气体流量计与智能型数字显示控制仪4连接。

流量计的结构一般分为流量传感器和流量变送器。流量传感器是把流量转换为可测量的电信号或脉冲信号；流量变送器就是把这些电信号或脉冲信号转换为工业标准信号，比如4-20mA，0-5V,0-10V或0-20mA信号。气体流量计3可测量CO₂的瞬时流量和累计流量，并以标准电信号形式传送给智能型数字显示控制仪（简称显示控制仪）4。本实用新型流量计为气体体积流量计，因为是在工况下标定，一般不用温、压补偿，所示流量皆为工况值；若是不稳定工况，最好带温、压补偿，所示流量则为标准值。

所述智能型数字显示控制仪具有流量0点钮10、流量量程调节钮11、被测指标0点钮12、被测指标量程调节钮13。

以上钮分别用于流量（瞬时流量和累计流量）的0点及量程的设置，以及被测指标的0点及量程的设置。

所述智能型数字显示控制仪的显示面板上具有发酵指标的显示窗口。所述发酵指标包括气体累积流量、降糖速度、发酵液浓度、酒精含量、发酵度以及气体瞬时流量。

排气量与各项指标的对应关系是通过工况条件下取样实测确定的，通过校正显示控制仪4，可实现在不同工况时的测定。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型简化了大罐发酵在线检测控制操作，可以对啤酒、酒精等生产发酵过程的各项工艺指标（包括浓度、酒精含量、发酵度、排气中CO₂纯度及产量、降糖速度等）实现连续在线检测和控制，检测控制不用取样，不与发酵液接触，无污染，各项工艺指标都以标准4~20mA信号输出，数字显示，能与DCS、报警及自控系统相联，可以远程操作控制。本实用新型不仅能用于啤酒、酒精发酵，还能用于生物制药、乳酸、醋酸等发酵，具有广阔的市场前景。

附图说明