本發(fā)明涉及發(fā)酵罐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)化酒精發(fā)酵罐。

背景技術(shù)：

每次添加營養(yǎng)鹽與活性酵母的時(shí)候都需要取下沉重的孔蓋才能完成，給操作人員帶來極大的不便，由于人孔蓋的打開，造成罐體內(nèi)腔與外界的相通，使空氣中的細(xì)菌容易進(jìn)入到發(fā)酵罐內(nèi)，感染酵母，影響發(fā)酵效率，罐內(nèi)的含有酒精成分的二氧化碳?xì)怏w會(huì)從人孔處溢流到大氣中，一方面造成產(chǎn)品的浪費(fèi)，同時(shí)污染工作環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種自動(dòng)化酒精發(fā)酵罐，以解決上述提出問題。

本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種自動(dòng)化酒精發(fā)酵罐，包括機(jī)架、發(fā)酵罐本體、溫度傳感器、上蓋、風(fēng)機(jī)、壓力傳感器、攪拌裝置、乙醇檢測(cè)裝置、加熱管、乙醇承裝盒、電機(jī)和控制器，所述發(fā)酵罐本體通過螺栓固定在機(jī)架上，所述發(fā)酵罐本體的底部設(shè)有廢料出口，且肥料出口上設(shè)有控制閥，所述上蓋通過旋轉(zhuǎn)裝置安裝在發(fā)酵罐本體上，所述風(fēng)機(jī)安裝在上蓋上，所述上蓋和發(fā)酵罐本體的接觸點(diǎn)上設(shè)有密封裝置，所述溫度傳感器和壓力傳感器安裝在發(fā)酵罐本體的內(nèi)部側(cè)壁上，所述加熱管安裝在發(fā)酵罐本體的內(nèi)部，所述電機(jī)安裝在機(jī)架上，所述攪拌裝置安裝在電機(jī)上，所述乙醇檢測(cè)裝置安裝在攪拌裝置上，所述乙醇承裝盒通過掛鉤放置在機(jī)架上，且乙醇承裝盒通過管道與發(fā)酵罐本體連接，所述管道上設(shè)有電磁控制閥，所述機(jī)架的桌腿底部設(shè)有減震裝置，所述控制器安裝在機(jī)架上；所述的乙醇檢測(cè)裝置為旁熱式結(jié)構(gòu)，包括：由外表面自帶有2個(gè)平行且分立的環(huán)形金電極的氧化鋁陶瓷管、涂覆在陶瓷管表面的敏感材料、穿過陶瓷管的鎳鉻合金加熱線圈組成，每個(gè)金電極上連接有兩根鉑絲引腳；上述的敏感材料為靜電紡絲法制備的sno2復(fù)合納米纖維，該復(fù)合納米纖維中包括sno2多孔空心球、zno納米線，并且，該sno2多孔空心球摻雜有wo3。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

1.該自動(dòng)化酒精發(fā)酵罐，安裝有密封裝置使其在打開上蓋的時(shí)候，不會(huì)輕易的使空氣中的細(xì)菌進(jìn)入到發(fā)酵罐內(nèi)，感染酵母，影響發(fā)酵效率，在攪拌軸的底部設(shè)有凸起的圓盤，可通過攪拌軸帶動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使其快速的排出殘?jiān)?，不?huì)存在一些衛(wèi)生的死角，保證乙醇生產(chǎn)有著良好的衛(wèi)生環(huán)境，控制器電性輸入連接攪拌軸和加熱管，壓力傳感器和乙醇檢測(cè)裝置電性輸入連接控制器，使其操作更加的簡(jiǎn)單方便，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作；

2.該自動(dòng)化酒精發(fā)酵罐，安裝有乙醇檢測(cè)裝置，該乙醇檢測(cè)裝置中的敏感材料為sno2復(fù)合納米纖維，具有靈敏性高、響應(yīng)迅速的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、機(jī)架，2、廢料出口，3、發(fā)酵罐本體，4、溫度傳感器，5、旋轉(zhuǎn)裝置，6、上蓋，7、風(fēng)機(jī)，8、密封裝置，9、壓力傳感器，10、攪拌裝置，11、乙醇檢測(cè)裝置，12、加熱管，13、管道，14、乙醇承裝盒，15、電機(jī)，16、控制器，17、減震裝置。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

本發(fā)明的技術(shù)方案涉及一種自動(dòng)化酒精發(fā)酵罐，參照?qǐng)D1，該酒精發(fā)酵罐包括機(jī)架1、發(fā)酵罐本體3、溫度傳感器4、上蓋6、風(fēng)機(jī)7、壓力傳感器9、攪拌裝置10、乙醇檢測(cè)裝置11、加熱管12、乙醇承裝盒14、電機(jī)15和控制器16，發(fā)酵罐本體3通過螺栓固定在機(jī)架1上，發(fā)酵罐本體3的底部設(shè)有廢料出口2，且肥料出口2上設(shè)有控制閥，上蓋6通過旋轉(zhuǎn)裝置5安裝在發(fā)酵罐本體3上，風(fēng)機(jī)7安裝在上蓋6上，用于快速的給發(fā)酵罐本體3中降溫，所述上蓋6和發(fā)酵罐本體3的接觸點(diǎn)上設(shè)有密封裝置8，溫度傳感器4和壓力傳感器9安裝在發(fā)酵罐本體3的內(nèi)部側(cè)壁上，用于檢測(cè)發(fā)酵罐本體3的內(nèi)部溫度和壓力，保證生產(chǎn)的安全，加熱管12安裝在發(fā)酵罐本體3的內(nèi)部，電機(jī)15安裝在機(jī)架1上，攪拌裝置10安裝在電機(jī)15上，乙醇檢測(cè)裝置11安裝在攪拌裝置10上，乙醇承裝盒14通過掛鉤放置在機(jī)架1上，且乙醇承裝盒14通過管道13與發(fā)酵罐本體3連接，管道13上設(shè)有電磁控制閥，機(jī)架1的桌腿底部設(shè)有減震裝置17，控制器16安裝在機(jī)架1上，控制器16上設(shè)有液晶控制屏，攪拌裝置10的底部設(shè)有凸起的圓盤，便于將廢料的徹底的從發(fā)酵罐本體3中排出，管道13上設(shè)有過濾裝置，機(jī)架1的桌腿上設(shè)有升降裝置，便與向發(fā)酵罐本體3中加入原料。

工作原理：使用時(shí)，先打開上蓋6，掀開密封裝置8的一角，向其加入相應(yīng)的原料，并將密封裝置8密封好，在蓋上上蓋6，通過控制器16啟動(dòng)電機(jī)15，并啟動(dòng)加熱裝管12，通過溫度傳感器4傳出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制加熱管12的功率，使其穩(wěn)定在相應(yīng)的溫度，當(dāng)乙醇檢測(cè)裝置11檢測(cè)到發(fā)酵罐本體3中不再生成乙醇時(shí)候，通過控制器16打開管道13上的電磁閥，將乙醇排放到乙醇承裝盒14中，最后打開廢料出口上2的控制閥，通過凸起的圓盤將廢料從發(fā)酵罐本體3中排出。

本發(fā)明技術(shù)方案中，所述的乙醇檢測(cè)裝置11為旁熱式結(jié)構(gòu)，包括：由外表面自帶有2個(gè)平行且分立的環(huán)形金電極的氧化鋁陶瓷管、涂覆在陶瓷管表面的敏感材料、穿過陶瓷管的鎳鉻合金加熱線圈組成，每個(gè)金電極上連接有兩根鉑絲引腳；上述的敏感材料為靜電紡絲法制備的sno2復(fù)合納米纖維，該復(fù)合納米纖維中包括sno2多孔空心球、zno納米線，并且，該sno2多孔空心球摻雜有wo3，其中，wo3與sno2質(zhì)量比為1:67。

靜電紡絲是一種實(shí)際應(yīng)用的、制備一維納米材料的方法，其是一種制備納米材料的簡(jiǎn)便方法，在傳感器領(lǐng)域，由電紡絲技術(shù)制備的敏感材料，具有大的比表面積而且纖維具備微孔結(jié)構(gòu)，這些特征都有利于其作為敏感材料對(duì)于氣體的響應(yīng)。而涉及到sno2基氣體傳感器，目前，采用靜電紡絲法制備sno2復(fù)合納米纖維作為敏感材料的技術(shù)方案不多；本發(fā)明的技術(shù)方案中，采用靜電紡絲技術(shù)，將sno2多孔空心球、zno納米線混合制備了一種sno2復(fù)合納米纖維，將該復(fù)合納米纖維作為傳感器的敏感材料，使得傳感器具有靈敏性高、響應(yīng)迅速的優(yōu)點(diǎn)。

所述sno2復(fù)合納米纖維是這樣制備的：將上述的sno2多孔空心球、zno納米線按比例混合后，加入到聚乙烯醇溶液中，得到紡絲溶液，進(jìn)行靜電紡絲，得到復(fù)合纖維膜，將其煅燒去除聚乙烯醇后，得到復(fù)合納米纖維。

優(yōu)選地，上述紡絲溶液中，聚乙烯醇質(zhì)量百分比為9wt.％。

優(yōu)選地，上述復(fù)合納米纖維中，sno2多孔空心球、zno納米線的質(zhì)量比為5:1。

所述敏感材料中，該sno2多孔空心球是以碳膠球?yàn)槟０逯苽涞?，該sno2多孔空心球的粒徑為300nm，其是由大量納米顆粒構(gòu)成的多孔殼層結(jié)構(gòu)。

sno2納米材料具有獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)性能，在太陽能電池、傳感器、鋰電池、催化劑及透明導(dǎo)電電極等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用；并且其是一種最早被開發(fā)的金屬氧化物氣體敏感材料，sno2因具有成本低、穩(wěn)定性好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)而受到關(guān)注，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，對(duì)各種納米結(jié)構(gòu)的sno2材料研究增多。

本發(fā)明技術(shù)方案中，利用水熱法制備的碳膠球具有親水性，表面具有-oh和c-o功能團(tuán)，這些功能團(tuán)的存在使金屬離子很容易與碳膠球結(jié)合，形成金屬的氫氧化物并分布其表面，然后，經(jīng)過高溫煅燒，碳膠球中的碳原子被氧化以二氧化碳的形式釋放，從而形成金屬氧化物空心球，即sno2多孔空心球，其多孔殼層結(jié)構(gòu)有利于對(duì)氣體的吸附，增加了敏感材料的靈敏度。此外，該sno2多孔空心球摻雜有wo3，目前對(duì)各種納米結(jié)構(gòu)的sno2材料研究增多，對(duì)該材料的研究主要是通過各種手段提高傳感器性能方面，摻雜的金屬或金屬氧化物主要有zn、pt、cuo、zno等，而摻雜wo3的技術(shù)方案不多；本發(fā)明中，通過摻雜，制備了wo3摻雜的sno2多孔空心球，該摻雜的wo3與zno納米線協(xié)同作用，對(duì)傳感器的靈敏度和響應(yīng)時(shí)間起到積極作用。

所述敏感材料中，該zno納米線長(zhǎng)度為600nm，直徑為50nm。

zno納米材料是一種半導(dǎo)體金屬氧化物材料，其在傳感器、太陽能電池、鋰電池、催化等領(lǐng)域都有著實(shí)際應(yīng)用，本發(fā)明方案中，采用靜電紡絲法將上述的sno2多孔空心球和zno納米線結(jié)合制備復(fù)合納米纖維，由于一維納米結(jié)構(gòu)，該zno納米線對(duì)分立的sno2多孔空心球能夠起到連接作用，從而形成一種載流子的導(dǎo)電通路，同時(shí)由于zno與sno2同樣都是n型寬禁帶半導(dǎo)體材料，兩者禁帶寬度相近，大大提高了復(fù)合納米纖維的電導(dǎo)率，使得傳感器的響應(yīng)時(shí)間減小。

本發(fā)明還涉及所述sno2復(fù)合納米纖維的制備步驟：

步驟1，取葡萄糖9g、去離子水50ml，混合均勻，然后將混合溶液倒入水熱釜中，在180℃恒溫干燥箱中加熱8h，然后冷卻至室溫；然后用酒精和去離子水離心分離、洗滌，洗滌三遍，得到碳膠球，將其干燥后備用；

步驟2，取60ml乙醇與8ml水混合，向其中加入3.8mmol氯化錫和鎢酸，攪拌均勻，形成溶液a；

向溶液a中加入35mmol尿素，攪拌均勻形成溶液b；

向溶液b中加入32mmol碳膠球，超聲分散2h，然后靜置30h后離心分離，洗滌，在80℃干燥12h；

將干燥后的產(chǎn)物在580℃下干燥2h，得到wo3摻雜sno2多孔空心球；

將聚乙烯醇0.8g、蒸餾水10g混合裝入錐形瓶中，在保溫90℃下不斷攪拌，使之完全溶解，自然冷卻至室溫；

然后加入zno納米線和上述得到的wo3摻雜sno2多孔空心球，繼續(xù)攪拌6h，得到紡絲溶液；

步驟3，將上述紡絲溶液靜電紡絲，靜電紡絲時(shí)所加電壓為18kv，噴絲頭與接收板之間距離為17.5cm，得到wo3摻雜sno2多孔空心球/zno納米線/聚乙烯醇復(fù)合纖維膜；

步驟4，將上述復(fù)合纖維膜在700℃下退火處理5h，以去除高分子聚乙烯醇，得到sno2復(fù)合納米纖維。

然后，將上述sno2復(fù)合納米纖維配置成漿料后，涂覆在陶瓷管表面，制備電極后，即得本發(fā)明中所述的乙醇檢測(cè)裝置。

通過改變流過加熱線圈的電流來調(diào)控傳感器的工作溫度，通過測(cè)量傳感器處于不同氣體中時(shí)兩個(gè)金電極之間的電阻值可以獲得傳感器的靈敏度。傳感器對(duì)于乙醇?xì)怏w的靈敏度s定義為：s＝rg/ra，其中rg和ra分別為傳感器在乙醇?xì)怏w和空氣中時(shí)兩金電極間的電阻值，發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施例中該傳感器的靈敏度為13.5。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳方式，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。