本发明属于发酵搅拌，尤其涉及一种磁流变液柔性搅拌装置、搅拌器及其控制方法。
背景技术：
1、搅拌在发酵过程中发挥着不可或缺的作用，充分的搅拌使得罐内物料更好地混合，增加发酵物与微生物的接触，从而提高产气效率。
2、传统搅拌多采用刚性搅拌轴，在搅拌过程中尖锐形状搅拌轴具有较强的剪切力，处于切向流中的微生物会受到较强的剪切力，导致微生物损伤。公开号为cn209438417u专利公开了一种用于烧瓶的搅拌器单元的柔性搅拌装置。通过柔性搅拌装置可减小搅拌过程中产生的剪切力，并且柔性搅拌装置大小可不受瓶口尺寸限制，有效增大了搅拌区域。但由于其搅拌轴结构简单、搅拌方式单一，仍存在搅拌死区问题。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种可减小搅拌过程中产生的剪切力、且避免在搅拌过程中产生死区的磁流变液柔性搅拌装置、搅拌器及其控制方法。
2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
3、一种磁流变液柔性搅拌装置，所述搅拌装置用于发酵搅拌中，包括搅拌轴、磁流变液柔性桨叶和电磁控制单元，磁流变液柔性桨叶由柔性外套和填充在柔性外套内的磁流变液组成，其中，磁流变液柔性桨叶固定于搅拌轴上，电磁控制单元通过改变电流的大小和方向进而控制磁场强度及方向从而改变磁流变液柔性桨叶的形态和硬度。
4、在一实施方式中，所述磁流变液柔性桨叶的形变量和硬度随磁场强度变大而变大。
5、在一实施方式中，所述搅拌轴包括呈弯折或弯曲形态的搅拌棒和套设在搅拌棒上的柔性轴套。
6、在一实施方式中，所述搅拌棒至少在2个不同位置处形成弯折或弯曲形态。
7、在一实施方式中，所述搅拌轴在轴向方向设有多片磁流变液柔性桨叶，或在径向方向设有多片磁流变液柔性桨叶，或在轴向方向和径向方向均设有多片磁流变液柔性桨叶。
8、在一实施方式中，在多片磁流变液柔性桨叶中，不同磁流变液柔性桨叶内填充的磁流变液极性不同，不同磁流变液柔性桨叶的形状不同。
9、基于相同的发明构思，还提供一种搅拌器，包括如上所述的磁流变液柔性搅拌装置，还包括反应容器，所述搅拌轴置于反应容器中，所述搅拌轴连接有搅拌电机，通过搅拌电机带动搅拌轴进行搅拌，所述电磁控制单元位于反应容器附近用于提供可变磁场给磁流变液柔性桨叶。
10、在一实施方式中，所述反应容器通过螺纹盖和密封轴套配合密封反应容器的瓶口。
11、基于一个总的发明构思，还提供一种如上所述搅拌器的搅拌控制方法，包括：
12、将接种物和底物至于反应容器中；
13、将搅拌轴置于反应容器中；
14、启动搅拌电机工作，带动搅拌轴进行搅拌作业；
15、启动电磁控制单元，并切换电流大小及方向，控制磁场强度及方向从而改变作用在磁流变液柔性桨叶上的磁场强度和方向，调节磁流变液柔性桨叶的形态和硬度。
16、在一实施方式中，所述电流大小及方向的切换频次根据搅拌需求自由调节。
17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本申请的磁流变液柔性搅拌装置，在用于发酵搅拌时，由于搅拌轴上的磁流变液柔性桨叶可以根据电磁控制单元改变电流的大小和磁场方向改变施加在磁流变液柔性桨叶的磁场强度和方向，从而磁流变液柔性桨叶形态和硬度也可以随着变化。首先，相对于刚性搅拌轴或浆叶在搅拌过程中因较强的剪切力导致微生物损伤甚至死亡的情况，本申请的磁流变液柔性桨叶为柔性，大大降低了搅拌过程产生的剪切力，由于磁流变液柔性桨叶在未通电状态因重力作用处于自然下垂的状态，因此磁流变液柔性搅拌装置在放入反应容器中时不受反应容器瓶口尺寸设计，有限的瓶口可以放入更大的桨叶，磁流变液柔性搅拌装置的磁流变液柔性桨叶最大直径是根据反应容器的瓶身（瓶身直径一般大于瓶口直径）来决定的。因此，可以根据需要增大浆叶的可搅拌面积。更进一步地，相对于普通的柔性搅拌轴，磁流变液柔性桨叶的形态和硬度会根据电磁控制单元通过改变电流的大小和磁场方向而改变。磁场越强，磁流变液柔性桨叶的硬度和形变量更大。在使用过程中，通过切换不同的电流大小和磁场方向，磁流变液柔性桨叶可以有多种形态变化，而不是只有单一的搅拌轴本体或者单一状态的浆叶，从而整个反应区域会有多种混合状态，大大减少反应死区，改善传质传递效果，使搅拌更加均匀，微生物活性不会降低，更不易死亡，从而确保反应充分。
1.一种磁流变液柔性搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置用于发酵搅拌中，包括搅拌轴、磁流变液柔性桨叶和电磁控制单元，磁流变液柔性桨叶由柔性外套和填充在柔性外套内的磁流变液组成，其中，磁流变液柔性桨叶固定于搅拌轴上，电磁控制单元通过改变电流的大小和方向进而控制磁场强度及方向从而改变磁流变液柔性桨叶的形态和硬度。
2.根据权利要求1所述的磁流变液柔性搅拌装置，其特征在于，所述磁流变液柔性桨叶的形变量和硬度随磁场强度变大而变大。
3.根据权利要求1所述的磁流变液柔性搅拌装置，其特征在于，所述搅拌轴包括呈弯折或弯曲形态的搅拌棒和套设在搅拌棒上的柔性轴套。
4.根据权利要求3所述的磁流变液柔性搅拌装置，其特征在于，所述搅拌棒至少在2个不同位置处形成弯折或弯曲形态。
5.根据权利要求1所述的磁流变液柔性搅拌装置，其特征在于，所述搅拌轴在轴向方向设有多片磁流变液柔性桨叶，或在径向方向设有多片磁流变液柔性桨叶，或在轴向方向和径向方向均设有多片磁流变液柔性桨叶。
6.根据权利要求5所述的磁流变液柔性搅拌装置，其特征在于，在多片磁流变液柔性桨叶中，不同磁流变液柔性桨叶内填充的磁流变液极性不同，不同磁流变液柔性桨叶的形状不同。
7.一种搅拌器，包括如权利要求1-6任意一项权利要求所述的磁流变液柔性搅拌装置，其特征在于，还包括反应容器，所述搅拌轴置于反应容器中，所述搅拌轴连接有搅拌电机，通过搅拌电机带动搅拌轴进行搅拌，所述电磁控制单元位于反应容器附近用于提供可变磁场给磁流变液柔性桨叶。
8.根据权利要求7所述的搅拌器，其特征在于，所述反应容器通过螺纹盖和密封轴套配合密封反应容器的瓶口。
9.一种根据权利要求7或8所述搅拌器的搅拌控制方法，其特征在于，包括：
10.一种根据权利要求9所述的搅拌控制方法，其特征在于，所述电流大小及方向的切换频次根据搅拌需求自由调节。
