CN107570099B - 一种平行反应器的罐压控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平行反应器的罐压控制装置，包括:若干个反应器罐进气管路和排气管路，每个反应器罐上设置所述进气管路和排气管路；缓冲瓶，所有所述反应器罐的排气管路均连通至所述缓冲瓶；压力检测机构，用以测量所述缓冲瓶中的实时压力值；排气调节阀，与所述缓冲瓶连通。平行反应器的罐压控制装置进一步包括与排起调节阀并联设置的手动旁路阀以及安全泄压阀。反应器罐均同缓冲瓶联通，进而配合压力检测机构以及排气调节阀进行调整。由于汇总了各个反应器罐的排气进行缓冲，使得气体压力的波动幅度减小，有利于集中检测，提高控制的灵敏度，从而提升整体的控制精度。保证了各个反应器罐之间变化的一致性。使各罐的罐压达到相互平衡一致。

Description

一种平行反应器的罐压控制装置

技术领域

本发明涉及微生物培养技术领域，具体为一种平行反应器的罐压控制装置。

背景技术

在微生物培养液中，溶解氧浓度是反映微生物培养过程代谢特征的一个重要指标，是供氧条件与耗氧条件之间相互平衡的结果。其中供氧条件主要取决于装备本身，包括通气、搅拌与罐压。对其他气体溶解度来说，罐压也是一个重要影响因素，罐压除了对气体溶解度有直接影响，进而对溶氧浓度产生影响，更进一步对代谢过程产生影响。对平行反应器***而言，如要通过培养过程中溶解氧浓度变化，从而研究不同罐之间的代谢变化差异，就需要尽可能维持各罐罐压的稳定与相互一致，以减少对溶解氧浓度的影响，使实验结果能够真实反映代谢过程的变化，提高实验结果的可靠性。

由于微生物的特性，其培养过程既受到外界环境条件的影响，也受到其内在遗传特性的影响，其培养过程无法完全重复。因此，在其培养工艺优化过程中，采用平行培养的方法，通过消除***偏差，可以获得可比性与可信度较高的研究结果。而现在平行反应器的罐压控制存在以下问题：

首先是平行反应器中每个反应器罐一般体积较小，要稳定控制罐压较为困难。而如果为了提高精度采用微型调压装置，虽然比较稳定可靠，但是由于培养过程中或多或少会随着排气夹带少量培养基液排出，会使得微型调压装置的通道堵塞，进而可造成控压失效。

其次是现有设备中一般是对各个反应器罐的罐压进行单独控制，通常采用检测罐压、反馈调节排气量的大小、与进气达到平衡，来实现罐压的调控。这种控制手段一般会产生一定的各反应器相互间的偏差即***误差，该***误差产生的原因是：各罐传感器检测准确度的差异；各罐变送器信号变送精度的差异；各反应器控制结果的差异；各反应器对罐压控制结果的波动时间的不同步；当需要在各反应器在排气调节阀前引出气体进行检测时，其引出流量对反应器有限的排气量造成干扰、影响罐压控制稳定性，这个干扰随着各反应器循环采样而造成循环干扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种平行反应器的罐压控制装置，可以实现各个反应罐之间的罐压平衡。

本发明提供的技术方案如下：一种平行反应器的罐压控制装置，包括：

缓冲瓶，设有进气管路和排气管路，所有所述反应器罐的排气管路均连通至所述缓冲瓶，所述缓冲瓶上另设有主排气管路，所述主排气管路上设置有排气调节阀；以及，

压力检测机构，用以测量所述缓冲瓶中的实时压力值。

各反应器罐的排气管路均同缓冲瓶联通，在缓冲瓶上另引出主排气管路，并在其上设置有排气调节阀，压力检测机构配合主排气管路上的排气调节阀对排气流量进行调整。由于汇总了各个反应器罐的排气进行缓冲，使得气体压力的波动幅度减小，有利于检测，提高控制的灵敏度，从而提升整体的控制精度。同时解决了单独进行罐压控制时过程中波动时间不同步问题，以及各反应器罐对排气循环采样造成对各罐压测控的循环干扰。即使略有波动，也因为各罐是同步波动，可以保证相互之间变化的一致性。

各反应器罐的排气管路汇总进入缓冲容器，只要管道足够粗、保持一定的排凝坡度，就足以忽略气体在管道内流动阻力及冷凝液柱压强，使各罐的罐压达到相互平衡一致。而且气体经由每个排气管路进入缓冲瓶中，其中夹带与冷凝的液滴会因流速降低停留在缓冲瓶中，如此可以保证其后续通路中的排气调节阀的工作不受影响。

通过一个设备和一组控制和检测器件即完成了对于若干个反应器罐罐压的控制，不但节约了器件成本，还大大减少了测控点数，从而降低了故障率，减少了维护成本。

优选的，所述缓冲瓶上进一步设有副排气管路；所述副排气管路上设有手动旁路阀。以便在自控发生故障或流量不够时通过手动旁路阀手动调节。

优选的，所述缓冲瓶上进一步设有泄压管路，所述泄压管路上设有安全泄压阀。以避免平行反应器的罐压控制装置罐压过高。

优选的，平行反应器的罐压控制装置进一步包括排污管路，所述排污管路从所述缓冲瓶的底部引出至所述缓冲瓶外，所述排污管路上设置有排液阀。用以将冷凝液等及时排出。

具体的，每个反应器罐上的进气管路设置有进气流量计以及单向阀。以防止气体倒窜。

具体的，所述压力检测机构为机械压力表或者压力传感器。

具体的，所述排气调节阀可为机械式背压阀。

具体的，所述手动旁路阀为机械背压阀。

本发明提供的一种平行反应器的罐压控制装置，能够带来以下至少一种有益效果：

1、反应器罐均同缓冲瓶联通，进而配合压力检测机构以及排气调节阀进行调整。由于汇总了各个反应器罐的排气进行缓冲，使得气体压力的波动幅度减小，同时采用了集中检测，相对提高了控制的灵敏度，从而提升整体的控制精度。

2、解决了单独进行罐压控制时过程中波动时间不同步问题，以及在需要尾气检测时对各反应器罐排气循环采样造成对各罐压控制的循环干扰。即使罐压略有波动，各罐也是同步波动，即对罐压进行平行控制，可以保证各个反应器罐之间变化的一致性。

3、各反应器罐的排气管路汇总进入缓冲容器，只要管道足够粗、保持一定的排凝坡度，就足以忽略气体在管道内流动阻力及冷凝液柱压强，使各罐的罐压达到相互平衡一致。

4、气体经由每个排气管路进入缓冲瓶中，其中夹带与冷凝的液滴会因流速降低停留在缓冲瓶中，如此可以保证其后续通路中的排气调节阀的工作不受影响。

5、通过一个罐体和一组控制和检测器件即完成了对于若干个反应器罐罐压的控制，不但节约了器件成本，还大大减少了测控点数，从而降低了故障率，减少了维护成本。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对平行反应器的罐压控制装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的平行反应器的罐压控制装置示意图。

附图标号说明：100、反应器罐，200、进气管路，210、质量流量计，220、转子流量计，230、单向阀，300、搅拌电机，310、搅拌桨，320、转速检测装置，400、排气管路，500、缓冲瓶，510、自控排气调节阀，511、压力传感器，512、主排气管路，520、机械背压阀，530、手动旁路阀，540、安全泄压阀，550、排污管路。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

实施例一

如图1所示，本实施例公开一种平行反应器的罐压控制装置，包括:与反应器罐100连通的进气管路200和排气管路400、缓冲瓶500、压力检测机构和排气调节阀。

反应器罐100设有进气管路200与排气管路400以进排气，每个反应器罐100均至少设置一组进出气管路，其中所有出气管路400均连通至缓冲瓶500，而压力检测机构对于缓冲瓶500内的压力进行检测，缓冲瓶500上另引出一主排气管路512，排气调节阀设置在主排气管路512上，以通过缓冲瓶500调整所有反应器罐100内的压强。通过人手动或者控制机构的作用控制排气调节阀的动作，即选用如图中所示的自控排气调节阀510或者机械背压阀520等。示例性的，压力检测机构可以选用机械压力表或者压力传感器511。

本罐压控制装置的控制***等控制部件及相应软件既可以集成在平行反应器的控制柜中，也可以集成于本罐压控制装置内。

实施例二

如图1所示，在实施例一的基础上，在选用自控排气调节阀510或机械背压阀520之后，还可以增添以下阀结构中的一种或几种。

(1)缓冲瓶500上另引出一条副排气管路，其上设置有手动旁路阀530，在排气流量不足或者自动排气调节阀510或520控制发生故障时，可通过手动阀旁路阀530手动调节。手动旁路阀也可以采用机械式背压阀等形式的阀门。

(2)缓冲瓶500上另引出一条泄压管路，其上设置有安全泄压阀540。如此可以避免平行反应器的罐压超高时的危险。

实施例三

如图1所示，在实施例一或二的基础上，平行反应器的罐压控制装置进一步包括排污管路550，排污管路550，从缓冲瓶500的底部引出，且与缓冲瓶500连通，所述排污管路550上设置有排液阀。当随着各排气管路夹带的液体及排气冷凝液积累到一定深度时，可以启动排液阀对经由排污管路进行排除。

进气管路200设置有进气流量计以及单向阀230。其中有进气流量计可以选用质量流量计210和/或转子流量计220。单向阀230的设计是为了避免气体倒窜。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种平行反应器的罐压控制装置，用于对平行反应器的各反应器罐的罐压进行调控，其特征在于，所述反应器罐设有进气管路与排气管路，包括：

缓冲瓶，所有所述反应器罐的排气管路均连通至所述缓冲瓶，所述缓冲瓶上另设有主排气管路，所述主排气管路上设置有排气调节阀；以及，

压力检测机构，用以测量所述缓冲瓶中的实时压力值；

控制机构，所述控制机构通过所述压力检测机构的测量结果控制所述排气调节阀的动作。

2.根据权利要求1所述的平行反应器的罐压控制装置，其特征在于：

所述缓冲瓶上进一步设有副排气管路；所述副排气管路上设有手动旁路阀。

3.根据权利要求1所述的平行反应器的罐压控制装置，其特征在于：

所述缓冲瓶上进一步设有泄压管路，所述泄压管路上设有安全泄压阀。

4.根据权利要求1所述的平行反应器的罐压控制装置，其特征在于：

进一步包括排污管路，所述排污管路从所述缓冲瓶的底部引出至所述缓冲瓶外，所述排污管路上设置有排液阀。

5.根据权利要求1-4任一所述的平行反应器的罐压控制装置，其特征在于：

每个反应器罐上的进气管路设置有进气流量计以及单向阀。

6.根据权利要求1所述的平行反应器的罐压控制装置，其特征在于：

所述压力检测机构为机械压力表或者压力传感器。

7.根据权利要求5所述的平行反应器的罐压控制装置，其特征在于：

所述排气调节阀为机械式背压阀。

8.根据权利要求2所述的平行反应器的罐压控制装置，其特征在于：

所述手动旁路阀为机械背压阀。