CN108076726B - 一种人参种子无菌培养系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人参种子无菌培养系统，包括无菌储水罐、营养液配制罐、转移罐、培养罐、蒸汽供应系统、无菌氧气供应系统、纯水供应系统；无菌储水罐内的纯水送入到营养液配制罐中，并且加入营养液搅拌后制成营养液，然后将营养液送入到转移罐中并加入人参种子进行预培养，然后再送入培养罐中进行培养。该人参种子无菌培养系统能使人参种子人参在无菌的环境下进行催芽处理，提高了人参种子的发芽率，可缩短了催芽周期。

Description

一种人参种子无菌培养系统

技术领域

本发明涉及一种培养系统，尤其涉及一种人参种子无菌培养系统。

背景技术

人参是一种常见药材，用于愈后恢复、增强体力、调节荷尔蒙、降低血糖和控制血压、控制肝指数和肝功能保健等。然目前的人参的人工种植的难点在于人参种子的发芽问题，由于人参主要用种子繁殖为主，目前的操作方式主要是将人参种子放入到加入了营养成分的土壤表面，然后装入到催芽箱中，置于室内或户外适当的场所催芽，催芽周期长，一般在8-9个月的催芽处理才能发芽，并且受到环境的温度、湿度以及养分的限制，发芽率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种人参种子无菌培养系统，该人参种子无菌培养系统能使人参种子人参在无菌的环境下进行催芽处理，提高了人参种子的发芽率，可缩短了催芽周期。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种人参种子无菌培养系统，包括无菌储水罐、营养液配制罐、转移罐、培养罐、蒸汽供应系统、无菌氧气供应系统、纯水供应系统；

所述无菌储水罐的进水口与纯水供应系统连通，无菌储水罐设置有蒸汽灭菌入口和加压口，该蒸汽灭菌入口与蒸汽供应系统连通，所述加压口与无菌氧气供应系统连通，所述无菌储水罐的底部设置有排出口，该排出口与排出总管路连通；

所述营养液配制罐为带外夹套和搅拌装置的营养液配制罐，该营养液配制罐的进水口与无菌储水罐的排出口之间通过无菌水供应管道连通，所述营养液配制罐的顶部设置有蒸汽灭菌入口，所述营养液配制罐的外夹套上设置有蒸汽加热入口、蒸汽加热出口、冷却水入口和冷却水出口，所述蒸汽加热入口、蒸汽灭菌入口均与蒸汽供应系统连通，所述冷却水入口和冷却水出口与冷却水供应系统连通，所述营养液配制罐的底部设置有出料口，该出料口连接营养液转移总管道的一端，该出料口还与排出总管路连通；

所述转移罐为带外夹套转移罐，该转移罐的进料口与营养液配制罐的出料口与营养液转移总管道连通，所述转移罐的蒸汽灭菌入口与蒸汽供应系统连通，所述转移罐的底部的出料口设置有曝气系统，该曝气系统与无菌氧气供应系统管道连通，该出料口连通出料转移管道的一端，该出料口还与排出总管连通，所述转移罐的外夹套上设置连通有对转移罐进行保温的恒温控制系统；

所述培养罐上为带外夹套的培养罐，该培养罐上的进料口与出料转移管道的另一端连通，培养罐上的进液口与营养液转移总管道连通，培养罐的蒸汽灭菌入口与蒸汽供应系统连通，所述培养罐的底部出料口设置有曝气系统，该曝气系统与无菌氧气供应系统管道连通，所述培养罐的出料口与排出总管连通，所述培养罐的外夹套与恒温控制系统连通。

作为一种优选的方案，所述培养罐的排出口和蒸汽灭菌入口之间还连接有自循环管路，该自循环管路上设置有自循环泵，所述培养罐上的蒸汽灭菌入口的端部设置有喷淋球。

作为一种优选的方案，所述培养罐的侧面设置有喷吹入口，该喷吹入口通过喷吹管路与无菌氧气供应系统连通。

作为一种优选的方案，所述培养罐的数量为多个且并联设置。

作为一种优选的方案，所述培养罐和转移罐底部的曝气系统结构相同，该曝气系统包括连接座，连接座与培养罐的出料口或转移罐的出料口上的连接法兰可拆卸连接，所述连接座上设置有曝气板，曝气板上设置有若干个曝气球体，曝气球体上设置了曝气微孔，所述曝气球体通过曝气板与无菌氧气供应系统连通。

作为一种优选的方案，所述转移罐上的恒温控制系统包括安装于转移罐外夹套上的进水管和出水管，进水管上设置有水泵，进水管上设置有冷却水供应系统，所述出水管连接有排放管，出水管和进水管之间设置有循环回用管，该循环回用管上设置有电加热器。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该培养系统包括无菌储水罐、营养液配制罐、转移罐、培养罐、蒸汽供应系统、无菌氧气供应系统、纯水供应系统，利用蒸汽供应系统对无菌储水罐、营养液配制罐、转移罐、培养罐和其他的管路进行灭菌，灭菌后在营养液配制罐中进行配置营养液，然后对营养液灭菌杀毒后，将营养液送入到转移罐中，在转移罐中加入人参种子然后可进行保温，然后保温后再转移到培养罐中进行培养，整个培养过程中利用无菌氧气供应系统对转移罐和培养罐中曝气处理，这样人参种子在整个催芽生长的过程中处在一个恒温的无菌环境下，并且提供充足的培养液和氧气，使人参种子的发芽率提高，并且可以缩短催芽周期。

又由于所述培养罐的排出口和蒸汽灭菌入口之间还连接有自循环管路，该自循环管路上设置有自循环泵，所述培养罐上的蒸汽灭菌入口的端部设置有喷淋球，该自循环管路将培养液循环到培养罐的罐顶喷淋后培养液可以冲刷培养罐的内壁，避免培养罐的内壁上粘附着培养液板结。

又由于所述培养罐的侧面设置有喷吹入口，该喷吹入口通过喷吹管路与无菌氧气供应系统连通，这样，该喷吹管路可以喷吹培养罐内的培养液的表面，减少板结显现。

又由于所述培养罐的数量为多个且并联设置，这样转移罐内培养好的人参种子转移到逐个培养罐中，从而节省了时间。

本发明还公开了一种人参种子无菌培养方法，该培养方法使用了上述权利要求中的培养系统，其包括以下步骤：

S1、对培养系统的无菌储水罐、营养液配制罐、转移罐、培养罐的内部和其他管道内部进行高温灭菌处理；

S2、无菌水从储水罐中加入到营养液配制罐中，并将培养液加入到营养液配制罐中进行搅拌混合形成营养液；

S3、对营养液配制罐内的营养液进行加热灭菌1-1.5h，灭菌温度为100-120℃；

S4、对营养液配制罐内进行降温处理，使营养液的温度降至30-40℃；

S5、将营养液从营养液配制罐送入转移罐中；

S6、在无菌的操作环境下将人参种子放入到转移罐中，在27.5-28.5℃的温度范围内培养7天，培养期内持续通入氧气曝气；

S7、将转移罐中内的培养液和人参种子一起转移到培养罐中进行培养，在27.5-28.5℃的温度范围内培养73天，转移罐内持续通入氧气曝气；

S8、将培养罐内的培养液排出后取出成品人参。

其中优选的方案，无菌储水罐、转移罐和培养罐的内部的高温灭菌方法均为蒸汽灭菌，蒸汽从无菌储水罐、转移罐、培养罐的顶部通入，从转移罐和培养罐的底部排出灭菌；营养液配制罐的灭菌方法为：先在营养液配制罐的外夹套通入蒸汽加热，同时营养液配制罐的底部通入无菌氧气并从顶部排出，然后关闭顶部排气，从顶部通入蒸汽并将营养液配制罐内的气体置换从底部排出。

其中优选的方案，所述对营养液配制罐内的营养液进行加热灭菌的方式为：将蒸汽通入营养液配制罐的外夹套内，当营养液配制罐内的温度达到100℃时，将蒸汽通入到营养液配制罐内，当罐内温度达到120℃时，停止通入蒸汽并保持，当罐内温度达到100℃时再通入蒸汽，如此在100℃-120℃-100℃循环1.5h。

其中优选的方案，所述步骤S6中，在无菌的操作环境下将人参种子放入到转移罐中的方式为：利用一个带操作口的的工作台罩扣在转移罐的上端，转移罐的上端设置有放入口，工作台内设置利用紫外灯灭菌12个小时以上，然后操作者双手酒精消毒，对盛装人参种子的器皿的外口消毒，操作者将盛装了人参种子的器皿从操作口放入工作台内进行紫外线杀菌最少20min，然后将人参种子倒入转移罐内。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该培养方法利用了上述的培养系统，可以在无菌的环境下培养人参种子，利用营养液配制罐配置营养液，并进行了深刻的消毒，然后利用转移罐中培养了一个星期后，转移到培养罐中培养，这样可减少转移罐的体积，同时经过预先在转移罐中培养后再送入到培养罐中起到了一定的翻料效果，整个培养过程一共80天，培养周期短，

又由于无菌储水罐、转移罐和培养罐的内部的高温灭菌方法均为蒸汽灭菌，蒸汽从无菌储水罐、转移罐、培养罐的顶部通入，从转移罐和培养罐的底部排出灭菌；营养液配制罐的灭菌方法为：先在营养液配制罐的外夹套通入蒸汽加热，同时营养液配制罐的底部通入无菌氧气并从顶部排出，然后关闭顶部排气，从顶部通入蒸汽并将营养液配制罐内的气体置换从底部排出，这种灭菌方式操作方便，并且对于营养液配制罐由于内部还有搅拌装置，因此，灭菌时采用两步灭菌方式，首先外胶套灭菌，同时内部进行气体置换，将细菌排出，然后再进行蒸汽内部灭菌并且从底部排出，这样不但可以实现快速灭菌而且灭菌效果更加彻底。

又由于所述对营养液配制罐内的营养液进行加热灭菌的方式为：将蒸汽通入营养液配制罐的外夹套内，当营养液配制罐内的温度达到100℃时，将蒸汽通入到营养液配制罐内，当罐内温度达到120℃时，停止通入蒸汽并保持，当罐内温度达到100℃时再通入蒸汽，如此在100℃-120℃-100℃循环1.5h，上述的加热灭菌方式可以提高灭菌效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的局部结构示意图一；

图2是本发明实施例的局部结构示意图二；

图3是本发明实施例的局部结构示意图三；

图4是本发明实施例的局部结构示意图四；

图5是本发明实施例的培养罐的结构示意图五；

附图中：1、无菌储水罐；101.蒸汽灭菌入口；102.加压口；103.排出口；2.蒸汽供应系统；3.无菌氧气供应系统；4.纯水供应系统；5.排出总管；6.无菌水供应管道；7.营养液配制罐；71.进水口；72.蒸汽灭菌入口；73.蒸汽加热入口；74.蒸汽加热出口；75.冷却水入口；76.冷却水出口；77.出料口；78.搅拌装置；8.营养液转移总管道；9.转移罐；91.蒸汽灭菌入口；92.进料口；93出料口；94.曝气系统；941.连接座；942.连接法兰；943.曝气板；944.曝气球体；95.恒温控制系统；951.进水管；952.出水管；953.排放管；954.循环回用管；955.电加热器；10.出料转移管道；11.培养罐；111.进料口；112.进液口；113.蒸汽灭菌入口；114.喷淋球。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图5所示，图1至图5公开了一种培养系统，为了更好的体现系统中的连接关系，因此将培养系统进行拆剪，如图1至图5中，相邻处相同的字母为一根管道，以图1和图2为例，图1中的A与图2中的A处为一条管道；图1中的B与图2中的B处为一条管道。

一种人参种子无菌培养系统，包括无菌储水罐1、营养液配制罐7、转移罐9、培养罐11、蒸汽供应系统2、无菌氧气供应系统3、纯水供应系统4；该纯水供应系统4采用纯水机供应无菌纯水；蒸气供应系统采用锅炉提供的蒸气；无菌氧气供应系统3采用空压机提供氧气。

所述无菌储水罐1的进水口与纯水供应系统4连通，无菌储水罐1设置有蒸汽灭菌入口101和加压口102，该蒸汽灭菌入口101与蒸汽供应系统2连通，所述加压口102与无菌氧气供应系统3连通，该加压口102的主要作用是用来对无菌储水罐1的液面上方进行加压，迫使无菌储水罐1内的纯水进入到营养液配制罐7中。

所述无菌储水罐1的底部设置有排出口103，该排出口103与排出总管5路连通。

所述营养液配制罐7为带外夹套和搅拌装置78的营养液配制罐7，该搅拌装置78采用电机和搅拌叶片进行搅拌混合。

该营养液配制罐7的进水口71与无菌储水罐1的排出口103之间通过无菌水供应管道6连通，所述营养液配制罐7的顶部设置有蒸汽灭菌入口72，营养液配制罐7的蒸汽灭菌入口72为两个且端部安装有喷淋球114。

所述营养液配制罐7的外夹套上设置有蒸汽加热入口73、蒸汽加热出口74、冷却水入口75和冷却水出口76，所述蒸汽加热入口73、蒸汽灭菌入口72均与蒸汽供应系统2连通，所述冷却水入口75和冷却水出口76与冷却水供应系统连通，该冷却水供应系统可采用自来水冷却，所述营养液配制罐的底部设置有出料口77，该出料口77连接营养液转移总管道8的一端，该出料口77还与排出总管5路连通。

所述转移罐9为带外夹套转移罐9，该转移罐9的进料口92与营养液配制罐7的出料口77与营养液转移总管道8连通，所述转移罐9的蒸汽灭菌入口91与蒸汽供应系统2连通，所述转移罐9的底部的出料口93设置有曝气系统94，该曝气系统94与无菌氧气供应系统3管道连通，该出料口93连通出料转移管道10的一端，该出料口93还与排出总管5连通，所述转移罐9的外夹套上设置连通有对转移罐9进行保温的恒温控制系统95；

所述培养罐11上为带外夹套的培养罐11，该培养罐11上的进料口111与出料转移管道10的另一端连通，培养罐11上的进液口112与营养液转移总管道8连通，培养罐11的蒸汽灭菌入口113与蒸汽供应系统2连通，所述培养罐11的底部出料口93设置有曝气系统94，该曝气系统94与无菌氧气供应系统3管道连通，所述培养罐11的出料口与排出总管5连通，所述培养罐11的外夹套与恒温控制系统95连通。所述培养罐11的排出口和蒸汽灭菌入口113之间还连接有自循环管路116，该自循环管路上设置有自循环泵，所述培养罐11上的蒸汽灭菌入口113的端部设置有喷淋球114。所述培养罐11的侧面设置有喷吹入口，该喷吹入口通过喷吹管路与无菌氧气供应系统3连通。本实施例中，所述培养罐11的数量为多个且并联设置。

所述培养罐11和转移罐9底部的曝气系统94结构相同，该曝气系统94包括连接座941，连接座941与培养罐11的出料口或转移罐9的出料口93上的连接法兰942可拆卸连接，所述连接座941上设置有曝气板943，曝气板上设置有若干个曝气球体944，曝气球体944上设置了曝气微孔，所述曝气球体944通过曝气板943与无菌氧气供应系统3连通。所述转移罐9上的恒温控制系统95包括安装于转移罐9外夹套上的进水管951和出水管952，进水管上设置有水泵，进水管上设置有冷却水供应系统，所述出水管连接有排放管953，出水管和进水管之间设置有循环回用管954，该循环回用管上设置有电加热器955。

本实施例中还公开了一种人参种子无菌培养方法，该培养方法使用了上述的培养系统，其包括以下步骤：

S1、对培养系统的无菌储水罐1、营养液配制罐7、转移罐9、培养罐11的内部和其他管道内部进行高温灭菌处理；其中优选的方案，无菌储水罐1、转移罐9和培养罐11的内部的高温灭菌方法均为蒸汽灭菌，蒸汽从无菌储水罐1、转移罐9、培养罐11的顶部通入，从转移罐9和培养罐11的底部排出灭菌；营养液配制罐7的灭菌方法为：先在营养液配制罐的外夹套通入蒸汽加热，同时营养液配制罐的底部通入无菌氧气并从顶部排出，然后关闭顶部排气，从顶部通入蒸汽并将营养液配制罐内的气体置换从底部排出。

S2、无菌水从储水罐中加入到营养液配制罐7中，并将培养液加入到营养液配制罐中进行搅拌混合形成营养液；营养液配制罐上设置有营养液添加口。

S3、对营养液配制罐7内的营养液进行加热灭菌1-1.5h，灭菌温度为100-120℃；所述对营养液配制罐7内的营养液进行加热灭菌的方式为：将蒸汽通入营养液配制罐7的外夹套内，当营养液配制罐内的温度达到100℃时，将蒸汽通入到营养液配制罐7内，当罐内温度达到120℃时，停止通入蒸汽并保持，当罐内温度达到100℃时再通入蒸汽，如此在100℃-120℃-100℃循环1.5h。

S4、对营养液配制罐7内进行降温处理，使营养液的温度降至30-40℃；

S5、将营养液从营养液配制罐送入转移罐9中；

S6、在无菌的操作环境下将人参种子放入到转移罐9中，在27.5-28.5℃的温度范围内培养7天，培养期内持续通入氧气曝气；所述步骤S6中，在无菌的操作环境下将人参种子放入到转移罐9中的方式为：利用一个带操作口的的工作台罩扣在转移罐9的上端，转移罐9的上端设置有放入口，工作台内设置利用紫外灯灭菌12个小时以上，然后操作者双手酒精消毒，对盛装人参种子的器皿的外口消毒，操作者将盛装了人参种子的器皿从操作口放入工作台内进行紫外线杀菌最少20min，然后将人参种子倒入转移罐9内。

S7、将转移罐9中内的培养液和人参种子一起转移到培养罐11中进行培养，在27.5-28.5℃的温度范围内培养73天，转移罐9内持续通入氧气曝气；

S8、将培养罐11内的培养液排出后取出成品人参。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种人参种子无菌培养系统，其特征在于：包括无菌储水罐、营养液配制罐、转移罐、培养罐、蒸汽供应系统、无菌氧气供应系统、纯水供应系统；

所述无菌储水罐的进水口与纯水供应系统连通，无菌储水罐设置有蒸汽灭菌入口和加压口，该蒸汽灭菌入口与蒸汽供应系统连通，所述加压口与无菌氧气供应系统连通，所述无菌储水罐的底部设置有排出口，该排出口与排出总管路连通；

所述营养液配制罐为带外夹套和搅拌装置的营养液配制罐，该营养液配制罐的进水口与无菌储水罐的排出口之间通过无菌水供应管道连通，所述营养液配制罐的顶部设置有蒸汽灭菌入口，所述营养液配制罐的外夹套上设置有蒸汽加热入口、蒸汽加热出口、冷却水入口和冷却水出口，所述蒸汽加热入口、蒸汽灭菌入口均与蒸汽供应系统连通，所述冷却水入口和冷却水出口与冷却水供应系统连通，所述营养液配制罐的底部设置有出料口，该出料口连接营养液转移总管道的一端，该出料口还与排出总管路连通；

所述转移罐为带外夹套转移罐，该转移罐的进料口与营养液配制罐的出料口与营养液转移总管道连通，所述转移罐的蒸汽灭菌入口与蒸汽供应系统连通，所述转移罐的底部的出料口设置有曝气系统，该曝气系统与无菌氧气供应系统管道连通，该出料口连通出料转移管道的一端，该出料口还与排出总管连通，所述转移罐的外夹套上设置连通有对转移罐进行保温的恒温控制系统；

所述培养罐上为带外夹套的培养罐，该培养罐上的进料口与出料转移管道的另一端连通，培养罐上的进液口与营养液转移总管道连通，培养罐的蒸汽灭菌入口与蒸汽供应系统连通，所述培养罐的底部出料口设置有曝气系统，该曝气系统与无菌氧气供应系统管道连通，所述培养罐的出料口与排出总管连通，所述培养罐的外夹套与恒温控制系统连通。

2.如权利要求1所述的一种人参种子无菌培养系统，其特征在于：所述培养罐的排出口和蒸汽灭菌入口之间还连接有自循环管路，该自循环管路上设置有自循环泵，所述培养罐上的蒸汽灭菌入口的端部设置有喷淋球。

3.如权利要求2所述的一种人参种子无菌培养系统，其特征在于：所述培养罐的侧面设置有喷吹入口，该喷吹入口通过喷吹管路与无菌氧气供应系统连通。

4.如权利要求3所述的一种人参种子无菌培养系统，其特征在于：所述培养罐的数量为多个且并联设置。

5.如权利要求4所述的一种人参种子无菌培养系统，其特征在于：所述培养罐和转移罐底部的曝气系统结构相同，该曝气系统包括连接座，连接座与培养罐的出料口或转移罐的出料口上的连接法兰可拆卸连接，所述连接座上设置有曝气板，曝气板上设置有若干个曝气球体，曝气球体上设置了曝气微孔，所述曝气球体通过曝气板与无菌氧气供应系统连通。

6.如权利要求5所述的一种人参种子无菌培养系统，其特征在于：所述转移罐上的恒温控制系统包括安装于转移罐外夹套上的进水管和出水管，进水管上设置有水泵，进水管上设置有冷却水供应系统，所述出水管连接有排放管，出水管和进水管之间设置有循环回用管，该循环回用管上设置有电加热器。