生物发酵空气多级过滤机组及生物发酵装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物发酵设备技术领域，特别是涉及一种生物发酵空气多级过滤机组及生物发酵装置。


背景技术：

2.在进行生物发酵时，需要对通入发酵罐内的空气进行净化，去除其内所含有的杂质和细菌，在工业生产中，发酵罐设置有多组，每个发酵罐上设置有一预过滤器和一精过滤器，通过预过滤器和精过滤器的双重过滤，保证通入发酵罐内的空气质量，而由于生产需要，当产量较小时，部分发酵罐被闲置，该种设置导致与其相匹配的预过滤器和精过滤器被闲置，造成了浪费。
3.专利号为201820848693.3，专利名称为过滤机组及生物发酵设备的专利，其通过管路结构设计，很好的解决了上述问题，然而在实际使用时，由于发酵罐的数量较多，通常是一个发酵罐组对应一个预过滤器，同时，该预过滤器进气端需要连通一空气压缩装置，空气压缩装置将空气压缩后通入预过滤器内，再由预过滤器进行过滤，现有技术中空气压缩装置通常设置有多个，且多个空气压缩装置大多单独工作，当部分空气压缩装置损坏或者需要定期维护时，其无法或者不易向待维护空气压缩装置相对应的发酵罐组提供空气，该种问题会影响到正常发酵，或者当某一发酵罐组内的多个发酵罐停止使用后，该发酵罐组相对应的空气压缩装置仍然需要工作，以满足剩余发酵罐的使用需要，该种设置造成了浪费。
4.此外，空气压缩装置压缩空气会产生大量热量，应当对该部分热量进行利用，以节约能源，降低能耗。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种生物发酵空气多级过滤机组及生物发酵装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现对多个空气压缩装置出气端进行连接，在正常使用时，每一空气压缩装置单独对一预过滤器提供压缩空气，当某一或者部分空气压缩装置维护时，通过其余的空气压缩装置向待维护的空气压缩装置对应的预过滤器提供压缩空气，保证其正常使用，同时当某一发酵罐组内的大部分发酵罐停止使用时，将该发酵罐组对应的空气压缩装置停止使用，并通过其他的空气压缩装置为其提供压缩空气，此外，对空气压缩装置产生的热量进行收集，并应用于发酵过程中，从而降低能耗。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种生物发酵空气多级过滤机组，包括预过滤器，所述预过滤器出气端通过若干精过滤器连通有若干发酵罐的进气端，还包括，
7.空气压缩装置，至少设置有两个，所述空气压缩装置具有两出气端，其中，所述空气压缩装置的一出气端连通有一所述预过滤器进气端；
8.气体通路，用于串联若干所述空气压缩装置的另一出气端，若干所述空气压缩装
置的另一出气端通过所述气体通路形成一闭环，所述空气压缩装置的另一出气端与另一相邻所述空气压缩装置上的所述预过滤器进气端连通；
9.单向输送装置，设置在所述空气压缩装置另一出气端与另一所述空气压缩装置上的所述预过滤器进气端的连接处。
10.优选的，所述空气压缩装置出气端连通有出气管，所述出气管具有第一出气端和第二出气端，其中，所述出气管的第一出气端与所述预过滤器进气端连通，所述出气管的第二出气端连通有导气管，若干所述导气管配合形成一闭环，所述导气管出气端与另一所述空气压缩装置上的所述出气管的进气端连通。
11.优选的，所述出气管上固定有第二阀门，所述第二阀门用于控制所述出气管的第一出气端与所述预过滤器的进气端的连通，所述导气管上固定有第三阀门，所述第三阀门用于控制所述出气管的第二出气端与另一所述空气压缩装置上的所述出气管进气端的连通。
12.优选的，所述单向输送装置为单向阀，每一所述导气管上均固定有一所述单向阀。
13.生物发酵装置，包括上述的生物发酵空气多级过滤机组，还包括，
14.余热回收装置，所述余热回收装置进液端与若干所述空气压缩装置连通；
15.温度调节装置，所述余热回收装置出液端与所述温度调节装置连通；
16.温度输出管路，所述温度输出管路绕设在若干所述发酵罐上。
17.优选的，所述余热回收装置包括若干余热回收管，所述余热回收管进液端与所述空气压缩装置的出液端连通，若干所述余热回收管出液端与所述温度调节装置进液端连通。
18.优选的，所述温度调节装置为温度调控箱，若干所述余热回收管出液端与所述温度调控箱进液端连通，所述温度调控箱内固定有加热件，所述温度调控箱出液端与所述温度输出管路连通。
19.优选的，所述温度输出管路包括一主管路和若干分管路，所述主管路进液端与所述温度调控箱出液端连通，若干所述分管路进液端与所述主管路出液端连通，且若干所述分管路分别绕设在所述发酵罐的罐壁内。
20.优选的，所述主管路上固定有一温度传感器。
21.本实用新型公开了以下技术效果：
22.1.设置有多个空气压缩装置，若干空气压缩装置的出气端与若干预过滤器的进气端一一对应设置，当某一或者部分空气压缩装置需要维护时，将待维护空气压缩装置附近的其他空气压缩装置产生的部分压缩空气通入该待维护空气压缩装置相对于的预过滤器内，以保障发酵过程的正常进行。
23.2.当某一发酵罐组内的大部分发酵罐停止使用后，将该发酵罐组对应的空气压缩装置关闭，通过其相邻的空气压缩装置为其提供压缩空气，该种设置减少了空气压缩装置的使用数量，进而降低了能耗。
24.3.对若干空气压缩装置压缩空气时产生的热量进行收集，并对其通过加热以及控温后输出，其用于保证发酵过程中的发酵温度，从而节能。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为过滤机组与发酵罐连接关系的示意图；
27.图2为发酵罐的结构示意图；
28.其中，1-预过滤器，2-精过滤器，3-发酵罐，4-出气管，5-导气管，6-第一阀门，7-第二阀门，8-第三阀门，9-单向阀，10-余热回收管，11-加热件，12-主管路，13-分管路，14-温度传感器，15-温度调控箱，161-第一空压机，162-第二空压机，163-第三空压机，17-精过滤器出气管。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
31.参照图1-2，本实用新型提供一种生物发酵空气多级过滤机组，包括预过滤器1，预过滤器1出气端通过若干精过滤器2连通有若干发酵罐3的进气端，还包括，空气压缩装置，至少设置有两个，空气压缩装置具有两出气端，其中，空气压缩装置的一出气端连通有一预过滤器1进气端；气体通路，用于串联若干空气压缩装置的另一出气端，若干空气压缩装置的另一出气端通过气体通路形成一闭环，空气压缩装置的另一出气端与另一相邻空气压缩装置上的预过滤器1进气端连通；单向输送装置，设置在空气压缩装置另一出气端与另一空气压缩装置上的预过滤器1进气端的连接处。
32.将多个空气压缩装置的另一出气端串联，使其形成一闭环，当某一或者部分空气压缩装置需要维护时，将相邻的空气压缩装置产生的压缩空气进行分流，以使得待维护的空气压缩装置对应的发酵罐组仍然可通入空气，从而保证正常发酵过程，而单向输送装置使得压缩空气只能在形成的闭环内单向流动，当某一空气压缩装置维护时，将该空气压缩装置上游的另一空气压缩装置产生的压缩气体通入该空气压缩装置对应的发酵罐组内。
33.其中，空气压缩装置可以为空压机或者引风机等用于压缩空气的装置，空气压缩装置理论上可设置有多个，但是为了保证压缩空气的快速流动，空气压缩装置优选设置有三个，具体的，如图1所示，例如空气压缩装置为空压机，且空压机设置有三个，分别为第一空压机161、第二空压机162、第三空压机163。
34.本实用新型的一个实施例中，当第一空压机161维护时，将第二空压机162产生的压缩空气分流通入第一空压机161对应的发酵罐组，当第二空压机162维护时，将第三空压机163产生的压缩空气分流通入第二空压机162对应的发酵罐组，当第三空压机163维护时，将第一空压机161产生的压缩空气分流通入第三空压机163对应的发酵罐组。
35.本实用新型的另一个实施例中，当第一空压机161和第二空压机162维护时，将第三空压机163产生的压缩空气分流通入第二空压机162对应的发酵罐组，同时，将通入第二空压机162管路内的压缩空气再次分流通入第一空压机161对应的发酵罐组内。
36.本实用新型的另一个实施例中，当第一空压机161对应的发酵罐组内的大部分发酵罐3闲置时，关闭第一空压机161，将第二空压机162产生的压缩空气分流通入第一空压机161对应的剩余的正在使用的发酵罐3内。
37.进一步的，预过滤器1出气端连通有若干精过滤器2进气端，每一精过滤器2出气端通过精过滤器进气管17连通有发酵罐3进气端，每一精过滤器2进气端与预过滤器1出气端的连接处均设置有第一阀门6。在第一阀门6的作用下，对预过滤器1与每一精过滤器2的连接处进行控制，即当一发酵罐组内的部分发酵罐3闲置后，将该发酵罐3上的精过滤器2与预过滤器1之间连接的第一阀门6关闭。
38.进一步优化方案，空气压缩装置出气端连通有出气管4，出气管4具有第一出气端和第二出气端，其中，出气管4的第一出气端与预过滤器1进气端连通，出气管4的第二出气端连通有导气管5，若干导气管5配合形成一闭环，导气管5出气端与另一空气压缩装置上的出气管4的进气端连通。在空气压缩装置的出气端固定有出气管4，出气管4用于输送压缩空气，出气管4具有两出气口和两进气口，其中，一出气口为第一出气端，该出气口设置在出气管4的末端，该出气口用于连通预过滤器1的进气口，而出气管4的一进气口设置在出气管4的首端，其用于与空气压缩装置的出气口连通；而另一出气口为第二出气端，该出气口开设在出气管4的侧壁，该出气口与导气管5的进气口连通，同时另一进气口开设在出气管4的侧壁，该进气口与另一导气管5的出气口连通，上述设置使得第一空压机161、第二空压机162、第三空压机163上的导气管5形成一闭环，当某一空压机维护时，相邻的空压机产生的压缩空气可快速流动。
39.进一步优化方案，出气管4上固定有第二阀门7，第二阀门7用于控制出气管4的第一出气端与预过滤器1的进气端的连通，导气管5上固定有第三阀门8，第三阀门8用于控制出气管4的第二出气端与另一空气压缩装置上的出气管4进气端的连通。正常使用时，第二阀门7处于打开状态，第三阀门8处于关闭状态，当某一空压机维护时，将向该空压机上的出气管4进气的导气管5上的第三阀门8打开，即可提供压缩空气。
40.进一步的，第一阀门6、第二阀门7、第三阀门8均可采用人工开合，或者，第一阀门6、第二阀门7、第三阀门8采用计算机控制开合，对于计算机控制开合，其技术手段为常规技术，本领域人员可较为容易的实现。
41.进一步优化方案，单向输送装置为单向阀9，每一导气管5上均固定有一单向阀9。设置单向阀9的目的是保证闭环内压缩空气的单向循环，例如，当第二空压机162维护时，仅需要将第二空压机162与第三空压机163连通的导气管5上的第三阀门8打开，即可将第三空压机163产生的压缩空气分流通入第二空压机162对应的发酵罐组内。
42.此外，单向阀9的存在进一步提高了发酵效果，例如，当用于连通第二空压机162上的出气管4与第三空压机163上的出气管4的导气管5上的第三阀门8损坏时，单向阀9的存在，使得第二空压机162产生的压缩空气无法分流进入第三空压机163对应的发酵罐组内，从而保证第三空压机163对应的发酵罐组进行正常的发酵。
43.生物发酵装置，包括上述生物发酵空气多级过滤机组，还包括，余热回收装置，余
热回收装置进液端与若干空气压缩装置连通；温度调节装置，余热回收装置出液端与温度调节装置连通；温度输出管路，温度输出管路绕设在若干发酵罐3上。
44.空气压缩装置压缩空气时产生大量热量，为了保证空气压缩装置正常工作，需要对空气压缩装置进行散热，例如，当空气压缩装置为空压机时，空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩，经一级压缩后的气体温度较高，然后进入中间冷却器进行冷却(水走管内，气走管外，中冷器的水流量要求不小于110m/h)之后进入二级压缩系统，其中，冷却水通过管道进入空压机中间冷却器对一级压缩排出的气体进行冷却降温，冷却降温完毕后，换热后的水排出，将该部分水通过预热回收装置通入温度调节装置内，通过温度调节装置对其进行调节，使其满足适用温度后排出，通过温度输出管路为发酵罐3提供发酵时所需温度，从而达到节能的技术效果。
45.进一步优化方案，余热回收装置包括若干余热回收管10，余热回收管10进液端与空气压缩装置的出液端连通，若干余热回收管10出液端与温度调节装置进液端连通。每一余热回收管10均与一空压机的冷却水出口连通，通过多个余热回收管10，将换热完毕的冷却水通入温度调节装置内进行调温。
46.进一步优化方案，温度调节装置为温度调控箱15，若干余热回收管10出液端与温度调控箱15进液端连通，温度调控箱15内固定有加热件11，温度调控箱15出液端与温度输出管路连通。温度调控箱15用于收集换热后的液体，并对该部分液体进行处理。
47.具体的，换热完毕的液体并不能满足发酵使用需求，因此，需要对该部分液体进行升温，在温度调控箱15内设置加热件11，对液体进行升温后，使其满足使用需要后为发酵罐3供热。
48.可选的，加热件11可以为加热板，也可以为加热棒，其固定在温度调控箱15内，用于加热换热后的液体。
49.进一步优化方案，如图2所示，温度输出管路包括一主管路12和若干分管路13，主管路12进液端与温度调控箱15出液端连通，若干分管路13进液端与主管路12出液端连通，且若干分管路13分别绕设在发酵罐3的罐壁内。若干分管路13用于对多个发酵罐3进行加热，从而保证发酵罐3内的发酵温度，而分管路13的出液端连通有出液管(图中未示出)，通过出液管输送将液体进行冷却，冷却完毕后重新通入空压机内作为冷却水使用。其中，对于出液管输送的液体进行冷却具有多种方法，其为现有技术，在此不做过多赘述。
50.进一步的，每一分管路13上应当设置有一水泵，该水泵一方面为液体流动提供动力，另一方面，当部分发酵罐3闲置时，将该部分发酵罐3对应的水泵关闭即可。
51.进一步优化方案，主管路12上固定有一温度传感器14。温度传感器14用于监测温度调控箱15的出水温度，使其满足发酵罐3的使用要求。温度传感器14固定在主管路12内壁面，其存在一传输线，在主管路12外设置有一监测端，例如显示屏，该显示屏可显示温度传感器14监测的温度，工作人员根据显示屏温度的变化，对加热件11进行控制，从而使温度调控箱15输出的液体温度满足使用需求。
52.具体的，当某一或者部分空压机维护时，打开相对应的第三阀门8，将另一空压机产生的压缩空气进行分流，以满足发酵罐组的使用需求，当某一发酵罐组内的大部分发酵罐3闲置时，将该发酵罐组对应的空压机关闭，打开相对应的第三阀门8，保证剩余发酵罐3的正常使用。
53.将空压机换热完毕的冷却水进行收集，并对该部分冷却水进行升温，待升温完毕后，将符合使用要求的液体通入分管路13内，并与发酵罐3进行换热，以满足使用要求。
54.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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的限制。
55.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。