[实用新型]一种小型发酵罐组系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物发酵装备和生产过程控制，具体涉及一种小型发酵罐组系统。

背景技术

生物发酵可以产生出许多人类通过其他途径无法获得或者很难获得的合成物质。随着发酵的进行,发酵液中基质的浓度、菌体浓度、产物浓度等都会发生变化,一系列的分解代谢和合成代谢之后，发酵液的温度、酸碱度、溶解氧、发酵液的体积等也会发生巨大变化。发酵过程中微生物对其生长培养环境十分敏感，温度、溶解氧、PH值、压力、空气流量等任何一个因素都可能影响微生物菌体的代谢速度、生命周期、发酵产品质量和产量。因此要对生物发酵过程各方面因素进行综合控制，以保证菌体的生长速度和产物品质。

国内现有生物发酵过程总体自动化水平不高，发酵生产中操作人员仅凭经验来实现营养物料补加或发酵过程控制参数的调节。不仅操作麻烦，而且控制精度差，直接影响菌体的培养质量和效果。另外，现有的一些发酵过程控制系统是单变量控制系统，不能实现对发酵罐的各方面因素进行整体协调控制，如公告号为CN 203825500 U专利中公开的一种菌种发酵温度控制系统，主要针对温度控制进行控制系统设计，又如公告号为CN 202201904 U专利中公开的高细胞密度发酵过程溶氧控制系统，仅关心发酵过程溶氧控制问题。

目前制药行业普遍来用发酵法生产人体制动物疫苗，釆用小型发酵罐组(如50L种子罐、500L发酵罐为一套生产设备)进行生产，迫切需要一种结构合理、自动化程度高的小型发酵罐组系统。

实用新型内容

为了提高生物发酵装备的水平，本实用新型提供一种小型发酵罐组系统。

本实用新型所采用的技术方案是：包括依次通过管路串接的种子罐、发酵罐和恒温水箱，管路设置有冷却水进水口和出水口、蒸汽入口和夹套排污口、洁净压缩空气进气口和尾气排气口；种子罐和发酵罐的罐体外部装配夹套，种子罐夹套和发酵罐夹套的上口和下口通过连接管联通冷却水进水口和出水口，同时夹套的上口和下口通过连接管联通蒸汽入口和夹套排污口，恒温水箱底部出口和顶部入口通过连接管分别联通发酵种子罐夹套和发酵罐夹套的下口和上口；种子罐和发酵罐侧面通过进气管连接洁净压缩空气进气口，顶部通过排气管联通尾气排气口；种子罐底部出口通过连接管联通发酵罐顶部种子入口。

其中优选方案是：

种子罐和发酵罐装配顶部搅拌电机，通过搅拌轴与搅拌桨相连，电机通过变频器控制转速。种子罐和发酵罐的进气管设置过滤器和和空气流量控制器，空气流量控制器由流量传感器和比例调节阀组成；排气管设置过滤器和比例调节阀。种子罐和发酵罐分别装配温度传感器、PH传感器、溶氧传感器、压力传感器和泡沫传感器，连接至控制装置。种子罐和发酵罐通过连接软管联通蠕动泵组，控制装置控制蠕动泵启停进行适当的加酸、加碱、补料、消泡操作。

恒温水箱内设置温度传感器、液位传感器、电加热管，连接至控制装置，恒温水箱补水管上设置气动开关阀。

控制装置包括电气连接的PLC控制器、触摸屏、传感器、气动开关阀组和比例调节阀，传感元件设置在种子罐、发酵罐和恒温水箱上，气动开关阀组设置在管路上，包括气动阀、单向截至阀和手动阀。

本实用新型的有益技术效果是：控制装置对发酵的全过程进行自动控制，控制发酵过程以批次方式进行。控制装置采集和监控种子罐和发酵罐的搅拌转速、空气流量、罐体压力、罐体温度、PH、溶氧、泡沫实时数据，控制以上变量达到目标设定值并满足精度要求，自动启停蠕动泵，进行加酸，加碱，补料，消泡等。可通过触摸屏，完成包括启停、参数设定，数据存储、曲线浏览、报表输出等系列操作。

附图说明

图1是小型发酵罐组系统的结构示意图。

图2是小型发酵罐组系统的装配示意图。

附图2中编号1、11是PH传感器，2、12、18是温度传感器，3、13是溶解氧传感器，4、14是压力传感器，5、15是质量流量控制器，6、16是消泡电极，7、17是夹套，8是种子罐，9是恒温水箱，10是发酵罐，19是电加热管，20是发酵罐产物出口，21是冷却水进口，22是冷却水出口，23是排气口，24是夹套排污口，25是蒸汽入口，26是过滤后洁净空气入口，27、28是蠕动泵组，29、30是水泵，31、32是搅拌电机，33是自动排气阀，34是液位传感器，35是种子罐排气过滤器，36是发酵罐排气过滤器，V1是比例调节阀组，V2是卫生级隔膜阀组，V3是单向阀组，V4是气动阀组，V5是卫生级球阀组。

具体实施方式

下面结合附图2对本实用新型的具体实施方式做进一步描述：