[实用新型]一种沼气发酵过程状态检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及沼气发酵过程中各状态的监控技术。

背景技术

随着社会的进步，人类生活水平的提高，发酵工程对人类生活的作用越来越重要，其中沼气发酵工程在整个生物工程中发展相对较为成熟，它是将固定在生物质内的能量转化为甲烷气能，特别适应于牛粪便、污水、有机垃圾的处理，因此沼气发酵工程是一种既具有环保作用，又能开发生物质能的技术手段，是生物工程和现代生物技术及其产业化的基础。

发酵过程生产的主要特点为“有限生产”和“无现实稳态性”，所谓“有限生产”指发酵过程生产的每个批次持续时间是有限的，而“无现实稳态性”是指发酵生产过程不同与连续生产过程，属于非稳态生产操作，即无稳定工作点，反应器内物料的浓度及反应速率等均随时间变化，过程的重要变量如温度、压力、原料浓度等均有工艺曲线作为参考，生产方案的目的在于提高发酵生产过程的可重复性，尽量保证批次间产品质量的一致性，但是由于过程本身的复杂性以及干扰的影响，实际操作条件往往会和生产方案有所区别，微生物的生长对环境变化极为敏感，生产条件偏离了预先设定的最佳条件，就会影响其内部的代谢过程，降低菌体的质量和数量；更有甚者，如果发酵过程感染杂菌，不仅多消耗培养基中的营养成分，而且还会产生某些不利于微生物生长和代谢的物质，降低产率，甚至得不到目标产物。另外，由于发酵异常是一个缓慢的变化过程，在过程出现异常的初期，通常难以察觉，等到工艺人员发现时，往往已经造成了较大的经济损失。如果能够在出现异常的初期，及时给出预警信息，并针对不同情况采取适当的措施，就可以有效地减少经济损失。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决沼气发酵过程中温度、压力和PH值等参数难以控制，导致发酵生产过程的可重复性差、产品质量一致性差的问题，提供一种沼气发酵过程状态检测系统。

本实用新型所述的一种沼气发酵过程状态检测系统包括检测装置、加现场监测装置和运行参数调整装置；

所述的检测装置包括温度传感器、压力传感器和PH传感器，所述分别用于检测沼气发酵池的温度、压力、PH值和沼气产量；

检测装置将采集到的数据发送至现场监测装置，现场监测装置将所述的数据发送至运行参数调整装置，运行参数调整装置根据所述的数据以及加热保温装置、进出料装置和搅拌装置的运行参数极值，分别向沼气发酵池的加热保温装置、进出料装置和搅拌装置发送控制信号，加热保温装置、进出料装置和搅拌装置的工作状态进行修正。

本实用新型所述的一种沼气发酵过程状态检测系统在使用前，将检测装置中的各个传感器设置在沼气发酵池的相应位置，以检测沼气发酵池的各个状态参数，并且预先设定好加热保温装置、进出料装置和搅拌装置的运行参数极值以及温度、气压、PH的目标值。检测装置还可以包括气体流量传感器，用于检测沼气产量。

发酵过程中，检测装置不断地将各个状态参数(即所述的数据)发送给现场监测装置，现场监测装置再将各个状态参数发送给运行参数调整装置，运行参数调整装置根据现场监测装置发来的数据判断沼气发酵池的温度、气压、PH值等状态参数是否正常，如果长时间不在正常范围内，则需要发出报警信号，以提示工作人员；如果在正常范围内，则将上述数据与相应的目标值进行对比，并计算出相应的修正值，将修正值发送给加热保温装置、进出料装置和搅拌装置，以修正其工作状态。上述过程不断循环，实现对沼气发酵过程状态的监测和控制，提高了发酵生产过程的可重复性和产品质量一致性。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种沼气发酵过程状态检测系统的原理框图；

图2为实施方式四中的运行参数调整装置的原理框图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种沼气发酵过程状态检测系统包括检测装置1、现场监测装置5和运行参数调整装置6；

所述的检测装置1包括温度传感器、压力传感器和PH传感器；

检测装置1将采集到的数据发送至现场监测装置5，现场监测装置5将所述的数据发送至运行参数调整装置6，运行参数调整装置6根据所述的数据以及加热保温装置2、进出料装置3和搅拌装置4的运行参数极值，分别向沼气发酵池的加热保温装置2、进出料装置3和搅拌装置4发送控制信号，加热保温装置2、进出料装置3和搅拌装置4的工作状态进行修正。