CN104756868B - 铁皮石斛接种机及接种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁皮石斛接种机，包括接种罐，其上外接控制电路、空气压缩机；所述接种罐包括罐体，罐体上设置有罐体盖板、玻璃观察窗；所述罐体盖板上设置有实现蒸汽灭菌、接种、混匀、清洗、培养的进出料、控制所需的管道和阀门装置；所述罐体内设置有电加热装置以及对应的环境检测装置；所述进出料控制装置与空气压缩机管路连接；所述进出料控制装置、电加热装置、环境检测装置均与控制器电路连接。

Description

铁皮石斛接种机及接种方法

技术领域

本发明涉及一种接种设备，尤其是一种铁皮石斛接种机及接种方法。

背景技术

铁皮石斛种苗生产是依赖于组织培养的人工密集型产业，存在高投入、高能耗和高污染等风险，增加了种苗生产成本，阻碍了种苗产业持续发展。本接种机具有集蒸汽灭菌、混匀、控温、短期培养和培养瓶皿接种等功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的铁皮石斛接种机及接种方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单的铁皮石斛接种机，包括接种罐，其上外接控制电路、空气压缩机；所述接种罐包括罐体，罐体上设置有罐体盖板、玻璃观察窗；所述罐体盖板上设置有实现蒸汽灭菌、接种、混匀、清洗、培养的进出料、控制所需的管道和阀门装置；所述罐体内设置有电加热装置以及对应的环境检测装置；所述进出料控制装置与空气压缩机管路连接；所述进出料控制装置、电加热装置、环境检测装置均与控制器电路连接。

作为对本发明所述的铁皮石斛接种机的改进：所述进出料控制装置包括罐体进气阀孔、压力保险阀孔、罐体排气孔、出料孔、进料辅助孔、进料孔和温度压力表孔；均贯穿罐体盖板；所述罐体进气阀孔、压力保险阀孔、罐体排气孔、出料孔、进料辅助孔、进料孔以温度压力表孔为圆心在罐体盖板上均匀分布。

作为对本发明所述的铁皮石斛接种机的进一步改进：所述罐体进气阀孔的上端从上至下依次设置有过滤器灭菌进气阀、压缩空气进气阀、灭菌蒸汽排出阀、压缩空气进气总阀；所述罐体进气阀孔的下端设置有进气杆贯穿罐体盖板后伸入罐体延伸到距离底部10毫米处。

作为对本发明所述的铁皮石斛接种机的进一步改进：所述过滤器灭菌进气阀、压缩空气进气阀、灭菌蒸汽排出阀以及压缩空气进气总阀之间设置有空气过滤器；所述进气杆离底部距离1厘米，进气环直径是罐体内径的2/3大小，且在其上开有大小不一致的出气孔。

作为对本发明所述的铁皮石斛接种机的进一步改进：所述进气环上的出气孔按照八等分圆分布；其开口方向朝下；靠近进气杆的三个孔孔径为2毫米；中间两个孔孔径3毫米；远端三个孔孔径5毫米。

作为对本发明所述的铁皮石斛接种机的进一步改进：所述罐体排气孔上分别设置有蒸汽出口阀Ⅰ和蒸汽出口阀Ⅱ；所述出料孔的上端从上至下依次设置有启动空气总阀、废弃排出阀、出料总阀；所述出料孔的下端设置有出料引导管贯穿罐体盖板后伸入罐体内。

作为对本发明所述的铁皮石斛接种机的进一步改进：所述出料引导管离底10毫米。

作为对本发明所述的铁皮石斛接种机的进一步改进：所述温度压力表孔上设置有温度压力表；所述进料辅助孔上设置有进料辅助孔阀；所述进料孔上设置有进料孔盖子；所述电加热装置为电加热组件，设置于罐体底部中间；所述环境检测装置为温度传感器，设置于罐体内部空间深度的2/3以上。

铁皮石斛接方法；包括蒸汽灭菌步骤、接种步骤、混匀步骤、清洗步骤、培养步骤。

作为对本发明所述的铁皮石斛接方法的改进，所述蒸汽灭菌步骤包括如下：罐体内部灭菌：加入培养基到标准水位，关闭空气压缩机；关闭压缩空气进气总阀、蒸汽出口阀Ⅰ、蒸汽出口阀Ⅱ、出料总阀、进料辅助孔阀，使罐体内密闭；通过电加热组件加温到121℃，保持20分钟，罐内灭菌完毕；进气、接种管道灭菌：启动空气压缩机；将灭菌蒸汽排出阀、接种阀的排出口接上延伸管到灭菌水容器中；分别将过滤器灭菌进气阀、灭菌蒸汽排出阀、废液排出阀全开；再启动气动阀保持常开；然后缓慢打开不超过1/8圈蒸汽出口阀Ⅰ，使得罐内压力不低于0.2MPa，保持15分钟，关闭蒸汽出口阀Ⅰ、灭菌蒸汽排出阀；再缓慢打开不超过1/8圈蒸汽出口阀Ⅱ，使得罐内压力不低于0.2MPa，观察玻璃观察窗，直到罐中水位到达指示下限处；停止加热；等待罐内压力下降到0.02MPa以下后，依次分别关闭蒸汽出口阀Ⅱ、废液排出阀、气动阀；将气动阀的延伸管的末端插入75％酒精中被接种使用；断开与蒸汽出口阀Ⅱ相连接的管道，保持无菌操作，在蒸汽出口阀Ⅱ上加装4微米空气过滤器，然后打开蒸汽出口阀Ⅱ不超过1/8圈，保持排汽即可；冷却：当温度压力表指示低于0.01MP时，开启压缩空气、打开压缩空气进气阀11、压缩空气进气总阀，然后调节蒸汽出口阀Ⅱ，使得进气与出气平衡保持罐内压力在0.05-0.1MP之间，继续冷却直到达到接种温度为止；冷却后，系统保持恒温、恒气流的接种状态，等待下一步工作；灭菌工作全部结束；所述接种步骤包括如下：罐内接种：打开压缩空气进气阀，调节压缩空气进气总阀，调节蒸汽出口阀Ⅱ使得罐内压力大于0.01MPa；边旋开进料孔盖子边观察是否有气流从接种孔流出，准备好酒精燃烧环，打开进料孔盖子即点燃燃烧环，可以接种，接种时要注意无菌操作；培养瓶皿接种：关闭所有阀门，将过滤器灭菌进气阀与蒸汽出口阀Ⅰ连接，蒸汽出口阀Ⅱ与废弃排出阀之间切断连接；开启压缩空气进气阀、出料总阀；并调节压缩空气进气总阀和蒸汽出口阀Ⅱ的大小，使罐体保持在0.05—0.1MP压力，并使罐内液体翻滚；打开控制器接种开关，调节好接种时间；将接种皮管接近培养瓶皿，踩下脚踏开关立即放开即可；所述混匀步骤包括如下：排汽管的排气孔通气；所述清洗步骤包括如下：关闭所有阀门，将过滤器灭菌进气阀与蒸汽出口阀Ⅰ连接，蒸汽出口阀Ⅱ与废弃排出阀之间切断连接；通过进料辅助孔注入清水至上一次接种时的水位量，同时开启外置的空气压缩机，打开压缩空气进气阀、压缩空气进气总阀、蒸汽出口阀Ⅱ，让清水和空气在罐内混合10分钟；开启废弃排出阀、关闭蒸汽出口阀Ⅱ，启动气动阀，使废液从废弃排出阀、启动气动阀的排出管排出；排出量随压缩空气流量控制；所述培养步骤如下：完成灭菌步骤后，在蒸汽出口阀Ⅱ上接入经过灭菌消毒的4微米过滤器，实施接种步骤，补充培养液和接种；设定培养温度、空气流量；打开出料总阀，延时0.3-0.5s后触发空气总阀，取样。

本发明的铁皮石斛接种机采用控制电路进行相应的控制，只需要进行简单的信号输入，就可以实现自动化运行。

而本发明中，与现有技术对比，主要有如下的优势：

蒸汽灭菌：灭菌部件是由压力罐、管道、加热管、传感器、控制电路组成；要求不但要做好罐体内进行灭菌，而且要保证所有接种管路都要能够完成灭菌。

混匀：利用吹气方法使得罐内培养物上下混匀。

培养：是用于接种前的短期培养。在培养基完成灭菌后，等罐内温度下降到罐内接种温度时，从接种孔进行罐内接种、培养。

培养瓶皿接种：运用压缩空气，在时间继电器的控制下，按照预先设计的接种量进行接种控制阀的开启控制，达到半自动接种的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的接种机主体结构示意图(剖视)；

图2是图1罐体上接口展开示意图；

图3是图1的罐体盖板上接口孔位置分布示意图；

图4是本发明接种机罐内空气搅动示意图；

图5是本发明接种机罐内通气管示意图；

图6是本发明接种机罐高压灭菌管路连接示意图；

图7是本发明接种机接种时各管路连接示意图；

图8是本发明接种机清洗时各管路连接示意图。

具体实施方式

实施例1、图1～图5出了一种铁皮石斛接种机，包括接种罐、空气压缩机。

该接种罐包括罐体23，罐体23内为上不封顶的腔体；其罐体23上方设置有罐体盖板22(通过罐体盖板22密闭)，而罐体23的侧壁上设置有玻璃观察窗24(由透明玻璃材质构成，便于观察)；而罐体盖板22上设置有实现蒸汽灭菌、接种、混匀、清洗、培养的进出料控制装置；且罐体23内设置有电加热装置以及对应的环境检测装置；通过进出料控制装置实现其进出料等控制，而通过电加热装置在罐体23进行灭菌环境的设置，并通过环境检测装置实现监控，随时掌控内部情况。进出料控制装置、电加热装置、环境检测装置均与控制电路25信号连接，由控制电路25进行控制，就可以实现本发明的装置自动化运行。

罐体盖板22上的进出料控制装置包括进气阀孔1、压力保险阀孔2、罐体排气孔3、出料孔4、进料辅助孔5、进料孔6和温度压力表孔7，进气阀孔1、压力保险阀孔2、罐体排气孔3、出料孔4、进料辅助孔5、进料孔6和温度压力表孔7均贯穿罐体盖板22；在罐体盖板22上，温度压力表孔7设置在圆心位置，罐体进气阀孔1、压力保险阀孔2、罐体排气孔3、出料孔4、进料辅助孔5、进料孔6以温度压力表孔7为圆心均匀分布。

罐体进气阀孔1的上端从上至下依次设置有过滤器灭菌进气阀12、压缩空气进气阀11、灭菌蒸汽排出阀13、压缩空气进罐总阀14；罐体进气阀孔1的下端设置有进气杆8贯穿罐体盖板22后伸入罐体23内，并在离罐体23的底面距离为10毫米处将其下端折弯后形成进气环；该进气环的直径大小为罐体23内径的2/3，且上面设置有八个出气孔；八个出气孔均匀得分布在进气环上，且其开口方向均朝下；靠近进气杆8的三个出气孔孔径2毫米，中间两个出气孔孔径3毫米，远端三个出气孔孔径5毫米。过滤器灭菌进气阀12、压缩空气进气阀11、灭菌蒸汽排出阀13以及压缩空气进气总阀14之间设置有空气过滤器10；罐体排气孔3上分别设置有蒸汽出口阀Ⅰ31和蒸汽出口阀Ⅱ32；出料孔4的上端从上至下依次设置有气动阀43、废液排出阀42、出料总阀41；出料孔4的下端设置有出料引导管9贯穿罐体盖板22后伸入罐体23内；出料引导管9离罐体23的底面距离为10毫米。

在以上所述的温度压力表孔7上设置有温度压力表71；进料辅助孔5上设置有进料辅助孔阀51；进料孔6上设置有进料孔盖子61。

而以上所述的电加热装置为电加热组件21，设置于罐体23底部中间；环境检测装置为温度传感器20，设置于罐体内部空间深度的2/3以上。

本发明的铁皮石斛接方法包括蒸汽灭菌步骤、接种步骤、混匀步骤、清洗步骤、培养步骤，并通过本发明中气阀孔1、压力保险阀孔2、罐体排气孔3、出料孔4、进料辅助孔5、进料孔6和温度压力表孔7进行相应的控制调整，实现各种步骤的最佳使用方式。

具体如下：

蒸汽灭菌步骤：

罐体23内部灭菌：

加入培养基到标准水位，关闭空气压缩机和压缩空气进气总阀11(附图1中的符号15指示空气压缩机和压缩空气进气总阀11相互连通)；

关闭压缩空气进气总阀14、蒸汽出口阀Ⅰ31、蒸汽出口阀Ⅱ32、出料总阀41、进料辅助孔阀51，使罐体23内密闭；

通过电加热组件21加温到121℃，保持20min，罐内灭菌完毕；

进气、接种管道灭菌：

将过滤器灭菌进气阀12与蒸汽出口阀Ⅰ31连接，蒸汽出口阀Ⅱ32与废弃排出阀42连接；

启动空气压缩机；

将灭菌蒸汽排出阀13、接种阀43的排出口接上延伸管到灭菌水容器中；分别将过滤器灭菌进气阀12、灭菌蒸汽排出阀13、废液排出阀42全开；再启动气动阀43保持常开；

然后缓慢打开不超过1/8圈蒸汽出口阀Ⅰ31，使得罐内压力不低于0.2MPa，保持15分钟，关闭蒸汽出口阀Ⅰ31、灭菌蒸汽排出阀13；

再缓慢打开不超过1/8圈蒸汽出口阀Ⅱ32，使得罐内压力不低于0.2MPa，观察玻璃观察窗24，直到罐中水位到达指示下限处(整个过程不少于15分钟)；

停止加热；等待罐内压力下降到0.02MPa以下后，依次分别关闭蒸汽出口阀Ⅱ32、废液排出阀42、气动阀43；将气动阀43的延伸管的末端插入75％酒精中被接种使用。

断开与蒸汽出口阀Ⅱ32相连接的管道，保持无菌操作，在蒸汽出口阀Ⅱ32上加装4微米空气过滤器，然后打开蒸汽出口阀Ⅱ32不超过1/8圈，保持排汽即可。

冷却：

当温度压力表指示低于0.01MP时，开启压缩空气、打开压缩空气进气阀11、压缩空气进气总阀14，然后调节蒸汽出口阀Ⅱ32，使得进气与出气平衡保持罐内压力在0.05-0.1MP之间，继续冷却直到达到接种温度为止；

冷却后，系统保持恒温、恒气流的接种(培养)状态，等待下一步工作。

灭菌工作全部结束。

所述接种步骤包括如下：

罐内接种：

打开压缩空气进气阀11，调节压缩空气进气总阀14，调节蒸汽出口阀Ⅱ32使得罐内压力大于0.01MPa；

边旋开进料孔盖子61边观察是否有气流从接种孔流出，准备好酒精燃烧环，打开进料孔盖子61即点燃燃烧环，可以接种，接种时要注意无菌操作；

培养瓶皿接种：

关闭所有阀门，将过滤器灭菌进气阀12与蒸汽出口阀Ⅰ31连接，蒸汽出口阀Ⅱ32与废弃排出阀42之间切断连接；

开启压缩空气进气阀11、出料总阀41；并调节压缩空气进气总阀14和蒸汽出口阀Ⅱ32的大小，使罐体保持在0.05—0.1MP压力，并使罐内液体翻滚；

打开控制器接种开关，调节好接种时间；将接种皮管接近培养瓶皿，踩下脚踏开关立即放开即可；

所述混匀步骤包括如下：

排汽管8的排气孔通气；

所述清洗步骤包括如下：

关闭所有阀门，将过滤器灭菌进气阀12与蒸汽出口阀Ⅰ31连接，蒸汽出口阀Ⅱ32与废弃排出阀42之间切断连接；

通过进料辅助孔5注入清水至上一次接种时的水位量，同时开启外置的空气压缩机，打开压缩空气进气阀11、压缩空气进气总阀14、蒸汽出口阀Ⅱ32，让清水和空气在罐内混合10min；

开启废弃排出阀42、关闭蒸汽出口阀Ⅱ32，启动气动阀43，使废液从废弃排出阀42、启动气动阀43的排出管排出；排出量随压缩空气流量控制。

所述培养步骤如下：

完成灭菌步骤后，在蒸汽出口阀Ⅱ32上接入经过灭菌消毒的4微米过滤器，实施接种步骤，补充培养液和接种；

设定培养温度、空气流量；

打开出料总阀41，延时0.3-0.5s后触发空气总阀43，取样。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.铁皮石斛接种机，包括接种罐，其上外接控制电路(25)、空气压缩机；其特征是：所述接种罐包括罐体(23)，罐体(23)上设置有罐体盖板(22)、玻璃观察窗(24)；

所述罐体盖板(22)上设置有实现蒸汽灭菌、接种、混匀、清洗、培养的进出料、控制所需的管道和阀门装置；

所述罐体(23)内设置有电加热装置以及对应的环境检测装置；

进出料控制装置与空气压缩机管路连接；

所述进出料控制装置、电加热装置、环境检测装置均与控制器(25)电路连接；

所述进出料控制装置包括罐体进气阀孔(1)、压力保险阀孔(2)、罐体排气孔(3)、出料孔(4)、进料辅助孔(5)、进料孔(6)和温度压力表孔(7)，均贯穿罐体盖板(22)；

所述罐体进气阀孔(1)、压力保险阀孔(2)、罐体排气孔(3)、出料孔(4)、进料辅助孔(5)、进料孔(6)以温度压力表孔(7)为圆心在罐体盖板(22)上均匀分布；

所述罐体进气阀孔(1)的上端从上至下依次设置有过滤器灭菌进气阀(12)、压缩空气进气阀(11)、灭菌蒸汽排出阀(13)、压缩空气进气总阀(14)；

所述罐体进气阀孔(1)的下端设置有进气杆(8)贯穿罐体盖板(22)后伸入罐体(23)，并延伸到距离罐体(23)底部10毫米处。

2.根据权利要求1所述的铁皮石斛接种机，其特征是：所述过滤器灭菌进气阀(12)、压缩空气进气阀(11)、灭菌蒸汽排出阀(13)以及压缩空气进气总阀(14)之间设置有空气过滤器(10)；

所述进气杆(8)离底部距离1厘米处形成进气环，所述进气环直径是罐体内径的2/3大小，且在其上开有大小不一致的出气孔。

3.根据权利要求2所述的铁皮石斛接种机，其特征是：所述进气环上的出气孔按照八等分圆分布；其开口方向朝下；

靠近进气杆(8)的三个孔孔径为2毫米；中间两个孔孔径3毫米；远端三个孔孔径5毫米。

4.根据权利要求3所述的铁皮石斛接种机，其特征是：所述罐体排气孔(3)上分别设置有蒸汽出口阀Ⅰ(31)和蒸汽出口阀Ⅱ(32)；

所述出料孔(4)的上端从上至下依次设置有启动空气总阀(43)、废弃排出阀(42)、出料总阀(41)；

所述出料孔(4)的下端设置有出料引导管(9)贯穿罐体盖板(22)后伸入罐体(23)内。

5.根据权利要求4所述的铁皮石斛接种机，其特征是：所述出料引导管(9)离底10毫米。

6.根据权利要求1～5任一所述的铁皮石斛接种机，其特征是：所述温度压力表孔(7)上设置有温度压力表(71)；

所述进料辅助孔(5)上设置有进料辅助孔阀(51)；

所述进料孔(6)上设置有进料孔盖子(61)；

所述电加热装置为电加热组件(21)，设置于罐体(23)底部中间；

所述环境检测装置为温度传感器(20)，设置于罐体内部空间深度的2/3以上。