[实用新型]挥发酸在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在线监测系统，具体地说，涉及厌氧发酵过程中的挥发酸在线监测系统。

背景技术

在厌氧发酵领域，发酵生产过程中会产生大量的短链脂肪酸（碳原子数介于1到6之间），他们具有沸点低、易挥发的共性，统称为短链挥发性脂肪酸，简称为挥发酸。在生产工艺控制中，允许挥发酸的含量在合理的范围内波动，不会影响最终产物的含量与质量。目前，测量挥发酸含量常用的手段有：蒸馏法和气相色谱法。蒸馏法因其成本低而被广泛应用在实际生产当中，此法缺点显而易见，蒸馏过程中需要反复加入保护剂和释放剂以获得挥发酸含量较高的纯溶液；尤其在加热的同时进行这些单元操作，操作繁琐，测量结果误差大，重复性差。气相色谱法主要依赖气相色谱仪和色谱柱，需配置相应的分析化验室，使用成本非常高；在测量之前需要分别做出六种酸相对应的标准曲线，对操作人员要求高，需经过专业的操作培训。此两种方法都需要将发酵液从发酵罐体中取出，经过沉淀、离心分离等前处理过程获得清液，处理过程中清液的温度发生变化，部分挥发酸逸出，测量结果不准确；操作步骤较多，需要消耗相当长时间，不能即时获得挥发酸含量的数据。为了实现对生产工艺的连续控制，需要提供一种在线监测系统，将挥发酸的相关信息即时反馈给控制中心。

直接电位法需要准确测量电极电位值，普通滴定法需要依靠指示剂颜色变化来指示滴定终点，如果待测溶液有颜色或者浑浊时，终点指示就比较困难，或者根本找不到合适的指示剂。为了在挥发酸的监测过程中获得准确的滴定终点，需要寻找一种快速准确的测量方法。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种方便快捷且能及时反馈挥发酸含量信息的挥发酸在线监测系统。

一种挥发酸在线监测系统，该系统包括提取分配系统、滴定反应器、药剂投加系统及数据处理控制单元；所述滴定反应器分别与提取分配系统、药剂投加系统连接；所述数据处理控制单元控制提取分配系统、滴定反应器及药剂投加系统的各个可动作部件。

所述的提取分配系统包括一个提取器、两个单向电磁阀、一个三通电磁阀、一个蠕动泵及一个蒸馏水罐；一个单向电磁阀将待测液提取到提取器中，另一个单向电磁阀将提取器中多余的待测液排出；所述的三通电磁阀连接提取器、蒸馏水罐及蠕动泵；蠕动泵将提取器中的待测液输送至滴定反应器。

所述的滴定反应器包括罐体、磁力搅拌器、在线pH计、磁力搅拌驱动器、耐酸电磁阀；所述的罐体置于磁力搅拌驱动器上方，所述的磁力搅拌器的磁子置于罐体内，所述的在线pH计置于罐体中央；挥发酸测量过程在滴定反应器中完成。

所述的药剂投加系统包括碱液罐、酸液罐、酸式滴定泵与碱式滴定泵，所述的碱液罐内的碱液由碱式滴定泵投加至滴定反应器中，所述的酸液罐内的酸液由酸式滴定泵投加至滴定反应器中。

所述的数据处理控制单元包括数据处理与传输单元和可编程控制器。测量过程所需的控制程序和计算程序设定于可编程控制器，测量过程中的输入信号经数据处理与传输单元输入可编程控制器，可编程控制器的动作信号经数据处理与传输单元输出至各动作部件。

将上述的挥发酸在线监测系统用于在线测量厌氧发酵过程中挥发酸的含量。

上述挥发酸在线监测系统测量方法为：首先提取分配系统将待测液体提取、计量并泵送至滴定反应器，在获得待测液体之后，数据处理控制单元根据设定的pH值做出判断，然后向药剂投加系统发出指令，或者直接投加酸液进行滴定pH分析，或者投加碱液至pH达到要求后再投加酸液进行滴定pH分析；滴定过程中，控制参数和滴定终点pH值实时变化，以满足滴定要求；滴定结束后，可编程控制器根据记录的多个pH点及相应的滴定液体积累计值，计算并给出该次测量的挥发酸的含量；最后排出废液，蒸馏水罐中的蒸馏水被蠕动泵送至罐体清洗滴定反应器，准备下次滴定。

本发明具有如下有益效果：本发明设计的挥发酸在线监测系统可测量的挥发酸浓度范围为100-2000mg/L，单次测量耗时10-30分钟。相较于现有的测量手段，本发明实现了挥发酸含量的连续测量，并能及时向中央控制室提供工况信息，缩短了测量时间，节省了人力物力。

附图说明

图1为挥发酸在线监测系统的结构示意图；100-挥发酸在线监测系统，10-提取分配系统，20-滴定反应器，30-数据处理控制单元，40-药剂投加系统，12-单向电磁阀，14-提取器，16-三通电磁阀，18-蠕动泵，19-蒸馏水罐，22-在线pH计，24-罐体，26-磁力搅拌驱动器，28-耐酸电磁阀，32-数据处理与传输单元，34-可编程控制器，42-酸式滴定泵，44-碱式滴定泵，46-碱液罐，48-酸液罐。