本實用新型涉及發(fā)酵設備領域，特別涉及一種發(fā)酵罐。

背景技術：

微生物菌劑是指目標微生物經過工業(yè)化生產擴繁后，利用多孔的物質作為吸附劑，吸附菌體的發(fā)酵液加工制成的活菌制劑。微生物菌劑的一般生產流程環(huán)節(jié)包括菌種、種子擴培、發(fā)酵培養(yǎng)、后處理、包裝、產品質量檢驗、出廠。其中，發(fā)酵培養(yǎng)是微生物菌劑制備流程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，而微生物的發(fā)酵過程一般在發(fā)酵罐內進行。在發(fā)酵過程中，溫度對發(fā)酵有著非常大的影響，溫度會影響各種酶反應的速率，改變菌種代謝產物的合成方向，影響微生物的代謝調控機制，影響發(fā)酵液的理化性質，進而影響發(fā)酵的動力學特性和產物的生物合成。

因此，在發(fā)酵過程中，必須維持發(fā)酵罐在適當?shù)臏囟认?。而目前最普遍的做法是，如圖1所示，在發(fā)酵罐的罐體100內安裝一只溫度計，工作人員每間隔一段時間通過視鏡111觀察溫度計上所顯示的溫度，當發(fā)現(xiàn)溫度高于發(fā)酵溫度時，工作人員則通過注水口112把自來水注入發(fā)酵罐以降低發(fā)酵罐內的溫度；當發(fā)現(xiàn)溫度低于發(fā)酵溫度時，工作人員則通過注水口112把溫水注入發(fā)酵罐內以升高發(fā)酵罐內的溫度。這樣的溫度控制方式，難以掌握發(fā)酵罐內準確的溫度變化，因此，還存在較大的改進空間。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種發(fā)酵罐，具有自動調節(jié)溫度的優(yōu)點。

本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：

一種發(fā)酵罐，包括罐體和媒介進入管，所述媒介進入管內輸送有媒介，所述媒介包括熱媒介和冷媒介，所述罐體上安裝有溫度控制電路，所述溫度控制電路包括溫度檢測裝置、溫度比較裝置、控制裝置和執(zhí)行裝置；

溫度檢測裝置，安裝于所述罐體上以用于檢測所述罐體的溫度并將溫度值轉化為溫度檢測信號輸出；

溫度比較裝置，設置有溫度上限信號和溫度下限信號，所述溫度比較裝置耦接于所述溫度檢測裝置以接收所述溫度檢測信號并分別與所述溫度上限信號和所述溫度下限信號進行比較；當所述溫度檢測信號低于所述溫度下限信號，所述溫度比較裝置輸出低溫比較信號；當所述溫度檢測信號高于所述溫度上限信號，所述溫度比較裝置輸出高溫比較信號；

控制裝置，耦接于所述溫度比較裝置以接收所述溫度比較裝置所輸出的信號，當所述控制裝置接收到所述低溫比較信號，所述控制裝置輸出升溫控制信號；當所述控制裝置接收到所述高溫比較信號，所述控制裝置輸出降溫控制信號；

執(zhí)行裝置，耦接于所述控制裝置以接收所述控制裝置所輸出的信號，當所述執(zhí)行裝置接收到升溫控制信號，所述執(zhí)行裝置開啟媒介進入管進行熱媒介的輸送；當所述執(zhí)行裝置接收到降溫控制信號，所述執(zhí)行裝置開啟媒介進入管進行冷媒介的輸送。

采用上述方案，溫度檢測裝置對罐體溫度進行實時監(jiān)測并將檢測到的溫度值轉化為溫度檢測信號輸出至設有溫度上限信號和溫度下限信號的溫度比較裝置，溫度比較裝置分別將溫度檢測信號與溫度上限信號、溫度下限信號進行比較，當溫度檢測信號低于溫度下限信號時，溫度比較裝置輸出低溫比較信號至控制裝置，控制裝置響應于低溫比較信號輸出升溫控制信號至執(zhí)行裝置，執(zhí)行裝置響應于升溫控制信號開啟媒介進入管進行熱媒介的輸送；

當溫度檢測信號高于溫度上限信號時，溫度比較裝置輸出高溫比較信號至控制裝置，控制裝置響應于高溫比較信號輸出降溫控制信號，執(zhí)行裝置響應于降溫控制信號開啟媒介進入管進行冷媒介的輸送；

通過上述過程，溫度控制電路實現(xiàn)了對發(fā)酵罐的溫度的實時監(jiān)控以及溫度的自動調節(jié)能力，提高了對發(fā)酵罐的溫度掌控的準確性，使得發(fā)酵罐盡可能的保持在發(fā)酵所需要的適宜溫度范圍內。

作為優(yōu)選，所述溫度比較裝置包括設有溫度上限信號的高溫比較部和設有溫度下限信號的低溫比較部；

所述高溫比較部耦接于所述溫度檢測裝置以接收溫度檢測信號并與溫度上限信號進行比較，當所述溫度檢測信號高于所述溫度上限信號，所述高溫比較部輸出高溫比較信號至所述控制裝置；

所述低溫比較部耦接于所述溫度檢測裝置以接收溫度檢測信號并與溫度下限信號進行比較，當所述溫度檢測信號低于所述溫度下限信號，所述低溫比較部輸出低溫比較信號至所述控制裝置。

采用上述方案，一般微生物發(fā)酵所需要的適宜溫度為一個溫度范圍，因此低溫比較部設有的溫度下限信號對應的即為最低適宜溫度，高溫比較部設有的溫度上限信號對應的即為最高適宜溫度，當溫度檢測裝置檢測到的溫度低于最低適宜溫度時，低溫比較部即輸出低溫比較信號至控制裝置；當溫度檢測裝置檢測到的溫度高于最高適宜溫度時，高溫比較部即輸出高溫比較信號至控制裝置；

通過上述過程，把發(fā)酵罐的溫度盡量控制在適宜溫度范圍之內，從而提高微生物發(fā)酵的產量和質量。

作為優(yōu)選，所述控制裝置包括降溫控制部和升溫控制部；

降溫控制部，耦接于所述高溫比較部以接收高溫比較信號并輸出降溫控制信號至所述執(zhí)行裝置；

升溫控制部，耦接于所述低溫比較部以接收低溫比較信號并輸出升溫控制信號至所述執(zhí)行裝置。

采用上述方案，當高溫比較部通過比較溫度檢測信號和溫度上限信號輸出高溫比較信號時，降溫控制部接收高溫比較信號并輸出降溫控制信號至執(zhí)行模塊以控制執(zhí)行模塊進行降溫處理；當?shù)蜏乇容^部通過比較溫度檢測信號和溫度下限信號輸出低溫比較信號時，升溫控制部接收低溫比較信號并輸出升溫控制信號至執(zhí)行模塊以控制執(zhí)行模塊進行升溫處理；

通過上述過程，在發(fā)酵罐的溫度過低時，則對發(fā)酵罐進行升溫處理，在發(fā)酵罐的溫度過高時，則對發(fā)酵罐進行降溫處理，使得發(fā)酵罐盡量保持在適宜的溫度范圍內，從而提高微生物發(fā)酵的產量和質量。

作為優(yōu)選，所述執(zhí)行裝置包括降溫執(zhí)行部和升溫執(zhí)行部；

降溫執(zhí)行部，耦接于所述降溫控制部以接收降溫控制信號并開啟媒介進入管進行冷媒介的輸送；

升溫執(zhí)行部，耦接于所述升溫控制部以接收升溫控制信號并開啟媒介進入管進行熱媒介的輸送。

采用上述方案，當降溫執(zhí)行部接收到降溫控制部輸出的降溫控制信號時，降溫執(zhí)行部開啟媒介進入管進行冷媒介的輸送；當升溫執(zhí)行部接收到升溫控制部輸出的升溫控制信號時，升溫執(zhí)行部開啟媒介進入管進行熱媒介的輸送；

通過上述過程，在發(fā)酵罐溫度過低時，通過媒介進入管輸送熱媒介來實現(xiàn)升溫的目的，在發(fā)酵罐溫度過高時，通過媒介進入管輸送冷媒介來實現(xiàn)降溫的目的，使得發(fā)酵罐盡量保持在適宜的溫度范圍內，從而提高微生物發(fā)酵的產量和質量。

作為優(yōu)選，所述罐體的外壁套設有套體以形成夾套，所述媒介進入管連通于所述夾套。

采用上述方案，在罐體的外壁套設有套體以形成夾套且夾套與媒介進入管相連通，這樣一來，通過向夾套內注入媒介使得罐體整體浸潤在媒介內，并且通過罐體外壁實現(xiàn)罐體外媒介與罐體內空氣的熱傳導，使得罐體內各處的溫度基本保持一致且溫度盡量保持在適宜的溫度范圍內，從而提高微生物發(fā)酵的產量和質量。

作為優(yōu)選，所述溫度檢測裝置安裝于所述罐體的內壁上。

采用上述方案，把溫度檢測裝置安裝在罐體的內壁上，以提高對罐體內溫度檢測的準確度，從而更精確的引導對罐體內的溫度的調節(jié)，以使罐體內的溫度盡量保持在適宜的溫度范圍內，從而提高微生物發(fā)酵的產量和質量。

作為優(yōu)選，所述溫度檢測裝置包括溫度傳感器，所述罐體的內壁上安裝有若干所述溫度傳感器。

采用上述方案，安裝有若干溫度傳感器以實現(xiàn)對罐體內不同位置的溫度的檢測，從而提高對罐體內溫度的檢測的準確度，進而更精確的引導對罐體內的溫度的調節(jié)，以使罐體內的溫度盡量保持在適宜的溫度范圍內，從而提高微生物發(fā)酵的產量和質量。

作為優(yōu)選，若干所述溫度傳感器圍繞所述罐體的內壁等間距安裝。

采用上述方案，若干溫度傳感器圍繞罐體的內壁等間距安裝，以實現(xiàn)對罐體內溫度的多方位檢測，從而提高對罐體內溫度的檢測的準確度，進而更精確的引導對罐體內的溫度的調節(jié)，以使罐體內的溫度盡量保持在適宜的溫度范圍內，從而提高微生物發(fā)酵的產量和質量。

作為優(yōu)選，所述媒介進入管包括熱媒介進入管和冷媒介進入管。

采用上述方案，媒介管包括熱媒介進入管和冷媒介進入管，熱媒介進入管輸送熱媒介，冷媒介進入管輸送冷媒介，當罐體內溫度過低時，則打開熱媒介進入管使熱媒介流經熱媒介進入管流入夾套內并與夾套內原有的媒介混合并進行熱交換，從而實現(xiàn)升溫的目的；當罐體內溫度過高時，則打開冷媒介進入管使冷媒介流經冷媒介進入管進入夾套內并與夾套內原有的媒介混合并進行熱交換，從而實現(xiàn)降溫的目的；

通過上述過程，使得夾套內的媒介以及罐體溫度盡量保持在適宜的溫度范圍內，從而提高微生物發(fā)酵的產量和質量。

作為優(yōu)選，所述熱媒介進入管上設有用于控制所述熱媒介流入所述夾套的第一電磁閥，所述冷媒介進入管上設有用于控制所述冷媒介流入所述夾套的第二電磁閥。

采用上述方案，在熱媒介進入管上設有第一電磁閥，在冷媒介進入管上設有第二電磁閥，當罐體溫度過低時，則打開第一電磁閥，使得熱媒介流入夾套內，當罐體溫度過高時，則打開第二電磁閥，使得冷媒介流入夾套內，當罐體溫度適宜時，則關閉第一電磁閥和第二電磁閥，從而實現(xiàn)對罐體溫度的調節(jié)，以使罐體溫度盡量保持在適宜的溫度范圍內，進而提高微生物發(fā)酵的產量和質量。

綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：

1.通過發(fā)酵罐上安裝有的溫度控制電路，實現(xiàn)了對發(fā)酵罐的溫的實時檢測，當檢測到發(fā)酵罐的溫度過低時，則打開熱媒介進入管輸送熱媒介進入夾套內，當檢測到發(fā)酵罐的溫度過高時，則打開冷媒介進入管輸送冷媒介進入夾套內，從而實現(xiàn)對發(fā)酵罐溫度的自動調節(jié)。

2.通過在罐體的外壁上套設有套體以形成夾套，并將媒介注入夾套內，使得罐體整體浸潤在媒介當中以使罐體整體受熱均勻，從而使得罐體內各處的溫度基本保持一致。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有發(fā)酵罐的結構示意圖；

圖2為本實施例的結構示意圖；

圖3為圖2中A-A的剖視圖；

圖4為溫度控制電路的電路連接圖。

圖中：100、罐體；101、媒介進入管；1011、熱媒介進入管；1012、冷媒介進入管；103、整流穩(wěn)壓裝置；104、溫度檢測裝置；1041、溫度傳感器；105、溫度比較裝置；106、控制裝置；107、執(zhí)行裝置；108、夾套；109、第一電磁閥；110、第二電磁閥；111、視鏡；112、注水口。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其并不是對本實用新型的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權利要求范圍內都受到專利法的保護。

本實施例公開的一種發(fā)酵罐，如圖2至圖3所示，包括罐體100、夾套108、媒介進入管101和排出管，媒介進入管101與夾套108連通。媒介進入管101包括熱媒介進入管1011和冷媒介進入管1012，這里的熱媒介采用恒溫水，熱媒介進入管1011連通有恒溫儲水箱以提供恒溫水，冷媒介采用自來水；熱媒介進入管1011上設有用于開啟熱媒介進入管1011以把恒溫水輸送到夾套108內的第一電磁閥109，冷媒介進入管1012上設有用于開啟冷媒介進入管1012以把自來水輸送入夾套108內的第二電磁閥110。

如圖4所示，發(fā)酵罐上安裝有溫度控制電路，溫度控制電路包括整流穩(wěn)壓裝置103、溫度檢測裝置104、溫度比較裝置105、控制裝置106和執(zhí)行裝置107，其中，溫度比較裝置105包括設有溫度上限信號的高溫比較部和設有溫度下限信號的低溫比較部，控制裝置106包括降溫控制部和升溫控制部，執(zhí)行裝置107包括降溫執(zhí)行部和升溫執(zhí)行部。

如圖3所示，溫度檢測裝置104包括溫度傳感器1041，罐體100的內壁上安裝有若干溫度傳感器1041，優(yōu)選為圍繞罐體100的內壁圓周等間距安裝多個溫度傳感器1041；溫度檢測裝置104用于檢測罐體100內的溫度值并轉化為溫度檢測信號；如圖4所示，高溫比較部耦接于溫度檢測裝置104以接收溫度檢測信號并與溫度上限信號進行比較，當溫度檢測信號高于溫度上限信號，高溫比較部輸出高溫比較信號，低溫比較部耦接于溫度檢測裝置以接收溫度檢測信號，當溫度檢測信號低于溫度下限信號時，低溫比較部輸出低溫比較信號；

如圖4所示，降溫控制部耦接于高溫比較部以接收高溫比較信號并響應于高溫比較信號輸出降溫控制信號，升溫控制部耦接于低溫比較部以接收低溫比較信號并響應于低溫比較信號輸出升溫控制信號；降溫執(zhí)行部耦接于降溫控制部以接收降溫控制信號并響應于降溫控制信號開啟冷媒介進入管1012把自來水輸送到夾套108內，升溫執(zhí)行部耦接于升溫控制部以接收升溫控制信號并響應于升溫控制信號開啟熱媒介進入管1011把恒溫水輸送到夾套108內。

如圖4所示，整流穩(wěn)壓裝置103包括開關S1、變壓器T、整流橋堆UR、穩(wěn)壓管IC2、電容器C1和電容器C2；其中，開關S1采用按壓式開關，穩(wěn)壓管IC2采用LM7812；溫度檢測裝置104包括溫度傳感器1041和電阻R1，這里的溫度傳感器采用負溫度系數(shù)熱敏電阻RT；低溫比較部包括電位器Rp1、電阻R2、電阻R3和運算放大器N1，高溫比較部包括電位器RP2、電阻R4、電阻R5和運算放大器N2，運算放大器N1和運算放大器N2采用運放集成電路IC1，運放集成電路IC1采用四運放集成電路LM324；升溫控制部包括繼電器KM1的線圈、續(xù)流二極管VD1、電阻R6和三極管VT1,降溫控制部包括繼電器KM2的線圈、續(xù)流二極管VD2、電阻R7和三極管VT2；升溫執(zhí)行部包括第一電磁閥YV1和繼電器KM1的常開觸點K1，降溫執(zhí)行部包括第二電磁閥YV2和繼電器KM2的常開觸點K2。

如圖4所示，開關S1的一端耦接于交流電，另一端耦接于變壓器T的一次側，變壓器T的二次側耦接于整流橋堆UR的輸入端，整流橋堆UR的正輸出端耦接于穩(wěn)壓管IC2的輸入端，整流橋堆UR的負輸出端接地，穩(wěn)壓管IC2的輸出端耦接于負溫度系數(shù)熱敏電阻RT的一端，電容器C1的一端耦接于穩(wěn)壓管IC1的輸入端，電容器C1的另一端接地，電容器C2的一端耦接于穩(wěn)壓管IC1的輸出端，電容器C2的另一端接地。

如圖4所示，負溫度系數(shù)熱敏電阻RT的一端耦接于穩(wěn)壓管IC2的輸出端，熱敏電阻RT的另一端耦接于電阻R1的一端，電阻R1的另一端接地。

如圖4所示，電阻R2的一端耦接于穩(wěn)壓管IC2的輸出端，電阻R2的另一端耦接于電阻R3的一端，電阻R3的另一端耦接于電位器Rp1的一端，電阻Rp1的另一端接地，運算放大器N1的正相輸入端耦接于電阻R2和電阻R3之間，運算放大器N1的反相輸入端耦接于熱敏電阻RT和電阻R1之間。

如圖4所示，電位器Rp2的一端耦接于穩(wěn)壓管IC2的輸出端，電位器Rp2的另一端耦接于電阻R4的一端，電阻R4的另一端耦接于電阻R5的一端，電阻R5的另一端接地，運算放大器N2的正相輸入端耦接于負溫度系數(shù)熱敏電阻RT和電阻R1之間，運算放大器N2的反相輸入端耦接于電阻R4和電阻R5之間。

如圖4所示，電阻R6的一端耦接于運算放大器N1的輸出端，電阻R6的另一端耦接于三極管VT1的基極，三極管VT1的集電極耦接于繼電器KM1的線圈的一端，三極管VT1的發(fā)射極接地，繼電器KM1的線圈的另一端耦接于穩(wěn)壓管IC2的輸出端，續(xù)流二極管VD1反向并聯(lián)于繼電器KM1的線圈。

如圖4所示，電阻R7的一端耦接于運算放大器N2的輸出端，電阻R7的另一端耦接于三極管VT2的基極，三極管VT2的集電極耦接于繼電器KM2的線圈的一端，三極管VT2的發(fā)射極接地，繼電器KM2的線圈的另一端耦接于穩(wěn)壓管IC2的輸出端，續(xù)流二極管VD2反向并聯(lián)于繼電器KM2的線圈。

如圖4所示，繼電器KM1的常開觸點K1的一端耦接于穩(wěn)壓管IC2的輸出端，繼電器KM1的常開觸點K1的另一端耦接于第一電磁閥109的一端，第一電磁閥109的另一端接地，繼電器KM2的常開觸點K2的一端耦接于穩(wěn)壓管IC2的輸出端，繼電器KM2的常開觸點K2的另一端耦接于第二電磁閥110的一端，第二電磁閥110的另一端接地。

工作過程：通過開啟熱媒介進入管1011往夾套108內注入恒溫水以使罐體100處于微生物發(fā)酵所需要的適宜溫度下，一般微生物發(fā)酵所需要的溫度為一個適宜的溫度范圍，即具有一個最低適宜溫度和一個最高適宜溫度，調節(jié)電位器Rp1設定溫度下限信號，溫度下限信號所對應的就是最低適宜溫度，調節(jié)電位器Rp2設定溫度上限信號，溫度上限信號所對應的就是最高適宜溫度。

當罐體100內的溫度下降時，負溫度系數(shù)熱敏電阻RT的阻值隨著溫度的降低而增大，此時，運算放大器N1的反相輸入端的輸入電壓隨著負溫度系數(shù)熱敏電阻RT的阻值增大而減小，當運算放大器N1的反相輸入端的輸入電壓低于運算放大器N1的正相輸入端的輸入電壓時，運算放大器N1的輸出端輸出高電平,三極管VT1導通，繼電器KM1的線圈得到，常開觸點K1吸合，第一電磁閥109得電開啟，自來水流經冷媒介進入管1012流入夾套108內，與夾套108內原有的水混合并進行熱交換以實現(xiàn)降溫。

當罐體100內的溫度升高時，負溫度系數(shù)熱敏電阻RT的阻值隨著溫度的升高而減小，此時，運算放大器N2的正相輸入端的輸入電壓隨著負溫度系數(shù)熱敏電阻RT的阻值減小而增大，當運算放大器N2的正相輸入端的輸入電壓高于運算放大器N2的反相輸入端的輸入電壓時，運算放大器N2的輸出端輸出高電平，三極管VT2導通，繼電器KM2的線圈得電，常開觸點K2吸合，第二電磁閥110得電開啟，恒溫水流經熱媒介進入管1011流入夾套108內，與夾套108內原有的水混合并進行熱交換以實現(xiàn)升溫。

當罐體100內的溫度處于最低適宜溫度和最高適宜溫度之間時，運算放大器N1的反相輸入端的輸入電壓高于運算放大器N1的正相輸入端的輸入電壓，運算放大器N1的輸出端輸出低電平，三極管VT1斷開；同樣，運算放大器N2的正相輸入端的輸入電壓低于運算放大器N2的反相輸入端的輸入電壓，運算放大器N2的輸出端輸出低電平，三極管VT2斷開。

通過上述工作過程，使得罐體100內的溫度盡量保持在微生物發(fā)酵所需要的適宜范圍內，從而提高微生物發(fā)酵的產量和質量。