CN110195013A - 一种厌氧菌培养系统 - Google Patents
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Abstract
一种厌氧菌培养系统，其包括罐体，所述罐体竖立地安装于基底。所述罐体包括外壳、保温层、温度调节构件以及内胆，所述外壳设置在所述罐体的最外侧，所述保温层和所述温度调节构件位于所述外壳与所述内胆之间，所述内胆限定用于培养厌氧菌的空间。所述罐体还设置有能与外部连通的多个接口，用于向所述引入进行厌氧菌培养所需的物料、向外部排放排出物和/或连接外部设备。该厌氧菌培养系统还包括由设置在罐体内外的管道构成的液体循环回流装置。
Description
技术领域
本发明属于厌氧菌培养的技术领域，具体涉及一种厌氧菌培养系统。
背景技术
厌氧菌(Anaerobic bacteria)是一类在无氧条件下比在有氧环境中生长得更好，而不能在空气(18％氧气)和/或10％二氧化碳浓度下的固体培养基表面生长的细菌，它们缺乏完整的代谢酶体系，其能量代谢以无氧发酵的方式进行。厌氧菌的应用前景广阔，在冶金工业、污水处理以及疾病检测治疗等方面广泛应用。然而，大多数厌氧菌属于不可培养菌，给开发和利用带来了不便。
目前，针对厌氧菌培养的方法、设备和装置很多，包括Hungate滚管技术、厌氧手套箱技术厌氧罐和厌氧袋培养方法等。但这些厌氧培养设备中有些价格昂贵，后续维护及耗材费用不菲，操作也较为繁琐。因此，一定程度上制约了一些条件有限的实验室对厌氧菌的研究。
厌氧要求条件相对较低的培养方法如碱性焦性没食子酸法、厌氧管法、庖肉培养基法等。这些方法操作简单，可迅速建立厌氧环境。然而，由于除氧效果不佳，厌氧培养效率低下。另外，在这些反应体系容易引起污染，滋生其他细菌，也可能产生其他气体如CO、CO2和H2O等，或者消耗CO2，从而影响厌氧菌的生长，降低厌氧菌的培养效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厌氧菌培养系统，其包括罐体，所述罐体竖立地安装于基底。所述罐体包括外壳、保温层、温度调节构件以及内胆，所述外壳设置在所述罐体的最外侧，所述保温层和所述温度调节构件位于所述外壳与所述内胆之间，所述内胆限定用于培养厌氧菌的空间。所述罐体设置有能与外部连通的多个接口，用于向所述引入进行厌氧菌培养所需的物料、向外部排放排出物和/或连接外部设备。
优选地，所述温度调节构件是位于所述罐体的顶部与底部之间、环绕所述内胆侧部而设置的螺旋状温度调节构件。
优选地，所述温度调节构件通过调温液输入管道和调温液输出管道与外部的调温液储存容器相连接形成调温液循环流动回路，所述调温液输入管道连接有管道泵，所述管道泵用于驱动调温液从所述调温液储存容器经由所述调温液输入管道流入到所述温度调节构件，再经由所述调温液输出管道流回到所述调温液储存容器。
优选地，在所述罐体的外部设置有第一管道，在所述内胆的内部设置有第二管道和圆环管道。所述第二管道的上端部与所述第一管道连接，所述第二管道的下端部连接到所述圆环管道，所述圆环管道与所述内胆的底部之间有间隔，所述圆环管道上设置有朝着所述内胆底部开口的多个孔口。所述罐体的底部下方设置有第三管道，所述第三管道的一端贯穿所述罐体的底部与所述内胆连通，另一端具有形成排液口的开口，所述第一管道在所述第三管道的两个端部之间与所述第三管道连通。所述第一管道、所述第二管道、所述圆环管道以及所述第三管道构造成能形成液体循环回路，所述第一管道连接不锈钢泵，所述不锈钢泵用于驱动液体从第一管道依次向所述第二管道、所述圆环管道以及所述第三管道的方向流动。
优选地，所述第一管道包括位于所述不锈钢泵下游的支路管道，构造成贯穿所述罐体的侧壁与所述内胆连通，所述支路管道上设置有阀门用于控制所述支路管道与所述内胆的连通。
优选地，所述第一管道包括位于所述不锈钢泵上游的支路管道，所述支路管道构造成能连接到外部的液体容器并通过所述不锈钢泵驱动所述液体容器中的液体沿所述支路管道进入到所述第一管道中。
优选地，所述第一管道连接到电热蒸汽发生器。
优选地，所述多个接口包括：设置在所述罐体顶部的人孔/投料口、营养物质输入口、进水口、进气口、空气排出口和废气排出口，以及设置在所述罐体底部的物料排出口。
优选地，所述空气排出口与真空泵相连接，在所述空气排出口与所述真空泵之间的管道上设置有阀门。
优选地，所述保温层是聚酯保温层。
本发明所提供的厌氧菌培养系统利用各种管道形成与罐体内的培养物相连通的液体循环回路，使得液态培养混合物能够得到充分的搅拌混合，进而提高菌体培养的质量和效率。另一方面，液体循环回路与电热蒸汽发生器连接，通过电热蒸汽发生器产生的高温蒸汽对液态循环回路和罐体进行高温灭菌，从而能够防止或减少污染源。
此外，本发明的厌氧菌培养系统还通过相应的接口连接真空泵和合适的气体源，能够确保罐体内无氧或低氧的环境，以利于厌氧菌的生长，进而培养出高质量的厌氧菌产品。
环绕罐体内胆而设置的温度调节构件能够帮助将罐体内的环境温度维持在恒定的温度，能够确保所需厌氧菌的优势生长，进而提高培养效率和培养物的质量。
另外，通过设置营养物质输入口并通过胶管连接到外部的营养物质储存容器，在发酵过程中能够及时调节pH和/或补充营养物质，确保了所需厌氧菌稳定的优势生长，进而提高培养效率和培养物的质量。
本发明所提供厌氧菌培养系统适用于单一厌氧菌株和复合厌氧菌群的培养。
附图说明
图1是本发明的厌氧菌培养系统结构的剖视示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详述。
图1示出了本发明所提供的厌氧菌培养系统的结构示意图。如图1所示，该厌氧菌培养系统包括罐体1，罐体1通过其底部的支腿2竖立地支撑于地面，罐体1的底部与地面保持一定距离。罐体1呈具有上、下封头的圆柱体形状。罐体1的上、封头可以通过焊接等方式与罐体侧部固定密封连接成一体。罐体1的上封头构成罐体1的顶部，下封头构成罐体1的底部。
罐体1的顶部设置有多个接口，主要包括：人孔/投料口16、营养物质输入口17、进水口18、进气口19、空气排出口20和废气排出口21。这些开口的位置没有特别限定，可以根据需要进行合适和合理的布局。
通过人孔/投料口16可以对罐体1的内胆进行人工清洗和向外排出物料。营养物质输入口17通过胶管22连接到外部的营养物质储存容器23，在厌氧菌培养过程中基于诸如调节pH等需要及时向罐体1内补充营养物质。胶管22上设置有阀门用于控制营养物质储存容器23与罐体1的内胆之间的连通。进水口18一方面与自来水管等外部水源连接，另一方面连接罐体1内的清洗球(未示出)，进水口18与外部水源的连通通过阀门进行控制。进气口19用于向罐体1的内胆输送惰性气体、CO2等气体，以提供厌氧菌培养所需的厌氧环境。空气排出口20连接外部的真空泵24，通过真空泵24将空气从罐体1排出。废气排出口21用于排出罐体1内的废气，其可以与外部的废气过滤处理装置连接。通过在连接上述各接口的外接管路上设置阀门来控制它们与外部的连通。
罐体1的底部设置有物料外排口25，用于向外排出各种物料。如图1所示，罐体1还设置有取样口26，在培养过程中可以通过该取样口26对培养物进行取样，从而厌氧菌的生长状态进行及时的监测和/或分析。取样口26的位置不限于图1所示的位置，也可以设置在其他合适的位置。
如图1所示，厌氧菌培养系统还设置有监测培养物pH的pH计探头27、监测罐体1内液位水平的液位计28以及监测罐体1内培养物温度的控温探头29。
罐体1从外到内依次包括外壳、保温层、温度调节构件11和内胆。内胆的内部空间限定用于培养厌氧菌的空间。温度调节构件11环绕内胆的侧部而设置，优选是304不锈钢制成的螺旋状温度调节构件，通过焊接的方式固定于内胆的外侧部，以便于将热量传递至内胆，或者从内胆吸收热量，从而将内胆及其内部的厌氧菌培养体系维持在所需的温度。外壳和内胆优选是304不锈钢材质，保温层优选是聚酯保温层。
温度调节构件11通过调温液输入管道4和调温液输出管道5与调温液储存容器3连接形成调温液循环流动回路。调温液输入管道4连接管道泵6。如图1中的箭头所示，管道泵6驱动调温液经由调温液输入管道4从温度调节构件11的下端进入到温度调节构件11中，从低位向高位流动，然后经由调温液输出管道5流回到调温液储存容器3中。液体流动方向上管道泵6的下游设置有阀门，用于控制调温液储存容器3与温度调节构件11之间的流体连通。调温液储存容器3中盛装的调温液优选是具有预定温度的水。
本发明的厌氧菌培养系统配置有液体循环回路装置，大体由不锈钢制成的管道构成。如图1所示，该液体循环回路装置大体包括第一管道7、第二管道8、圆环管道9和第三管道10。
第一管道7位于罐体1的外部，第二管道8位于罐体1的内部。第一管道7的上端部与第二管道8的上端部连接。第二管道8的下端部连接到圆环管道9。圆环管道9与内胆的底壁之间间隔一定的距离，圆环管道9设置有朝着内胆底壁开口的多个孔口。第三管道10位于罐体1底部的下方，其上端部贯穿罐体1的底部与内胆连通，下端部具有形成排液口的开口，该排液口可以用于排出罐体1内的废弃液。第一管道7在第三管道10的两个端部之间与第三管道10连接。
第一管道7连接不锈钢泵12，不锈钢泵12驱动液体从第一管道7依次向第二管道8、圆环管道9以及第三管道10的方向流动。在不锈钢泵12的下游设置有阀门，用于控制第一管道7与第二管道8之间的连通。
如图1所示，第一管道7还设置有第一分支管道13和第二分支管道14。
第一分支管道13位于不锈钢泵12的下游，其一端贯穿罐体1的侧壁延伸进入到内胆中，从而与内胆形成流体连通。第一分支管道13上设置有阀门，用于控制其与内胆的连通。第一分支管道13优选设置成在罐体1侧部中间位置处贯穿罐体1侧壁。
第二分支管道14位于不锈钢泵12的上游，其可以连接到外部的液体储存容器(未示出)，从而通过不锈钢泵12将液体储存容器中的液体泵入到第一管道7中，进而流动到罐体1的内胆。第二分支管道14中设置有用于控制其与液体储存容器连通的阀门。
在上述液体循环回路装置中，当通过阀门控制使得第一管道7、第二管道8、圆环管道9和第三管道10形成回路时，不锈钢泵12可以将内胆中的液体(例如，厌氧菌培养基)通过第三管道10抽出来，驱动流入到第一管道7中。第一管道7的液体一方面经由第一分支管道13从罐体中部的位置借助罐体中部的斜面管喷流回到内胆中，推动罐内的液体培养基进行360度的水平旋转，另一方面经由第二管道8进入到圆环管道9，从圆环管道9上朝着内胆底壁开口的多个孔口向内胆底壁喷流，冲击到内胆底壁后反向向上流动，对罐体1内尤其是底部的培养基进行无死角的搅拌，使得培养基能够充分混匀。
第一管道7还与电热蒸汽发生器15相连接，电热蒸汽发生器14生成的高温蒸汽经第一管道7流动到第二管道8和圆环管道9，然后进一步进入到罐体1的内胆中，用于对上述各管道和罐体进行灭菌消毒。
尽管已经示出和描述了本发明的一些示例性实施例，本领域的技术人员应当理解，在不背离权利要求及它们的等效方案中限定的本发明的原则和精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出变化。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种厌氧菌培养系统，其包括罐体，所述罐体竖立地安装于基底，其特征在于：
所述罐体包括外壳、保温层、温度调节构件以及内胆，所述外壳设置在所述罐体的最外侧，所述保温层和所述温度调节构件位于所述外壳与所述内胆之间，所述内胆限定用于培养厌氧菌的空间，
所述罐体设置有能与外部连通的多个接口，用于向所述罐体引入进行厌氧菌培养所需的物料、向外部排放排出物和/或连接外部设备。
2.根据权利要求1所述的厌氧菌培养系统，其特征在于：所述温度调节构件是位于所述罐体的顶部与底部之间、环绕所述内胆侧部而设置的螺旋状温度调节构件。
3.根据权利要求1或2所述的厌氧菌培养系统，其特征在于：
所述温度调节构件通过调温液输入管道和调温液输出管道与外部的调温液储存容器相连接形成调温液循环流动回路，所述调温液输入管道连接有管道泵，所述管道泵用于驱动调温液从所述调温液储存容器经由所述调温液输入管道流入到所述温度调节构件，再经由所述调温液输出管道流回到所述调温液储存容器。
4.根据权利要求1所述的厌氧菌培养系统，其特征在于：
在所述罐体的外部设置有第一管道，在所述内胆的内部设置有第二管道和圆环管道，
所述第二管道的上端部与所述第一管道连接，所述第二管道的下端部连接到所述圆环管道，所述圆环管道与所述内胆的底部之间有间隔，所述圆环管道上设置有朝着所述内胆底部开口的多个孔口，
所述罐体的底部下方设置有第三管道，所述第三管道的一端贯穿所述罐体的底部与所述内胆连通，另一端具有形成排液口的开口，所述第一管道在所述第三管道的两个端部之间与所述第三管道连通，
所述第一管道、所述第二管道、所述圆环管道以及所述第三管道构造成能形成液体循环回路，所述第一管道连接不锈钢泵，所述不锈钢泵用于驱动液体从第一管道依次向所述第二管道、所述圆环管道以及所述第三管道的方向流动。
5.根据权利要求4所述的厌氧菌培养系统，其特征在于：所述第一管道包括位于所述不锈钢泵下游的支路管道，所述支路管道构造成贯穿所述罐体的侧壁与所述内胆连通，所述支路管道上设置有阀门用于控制所述支路管道与所述内胆的连通。
6.根据权利要求4所述的厌氧菌培养系统，其特征在于：所述第一管道包括位于所述不锈钢泵上游的支路管道，所述支路管道构造成能连接到外部的液体容器并通过所述不锈钢泵驱动所述液体容器中的液体沿所述支路管道进入到所述第一管道中。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的厌氧菌培养系统，其特征在于：所述第一管道连接到电热蒸汽发生器。
8.根据权利要求1所述的厌氧菌培养系统，其特征在于：
所述多个接口包括：设置在所述罐体顶部的人孔/投料口、营养物质输入口、进水口、进气口、空气排出口和废气排出口，以及设置在所述罐体底部的物料排出口。
9.根据权利要求4所述的厌氧菌培养系统，其特征在于：所述空气排出口与真空泵相连接，在所述空气排出口与所述真空泵之间的管道上设置有阀门。
10.根据权利要求1所述的厌氧菌培养系统，其特征在于：所述保温层是聚酯保温层。
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|---|---|---|---|
| CN201910541978.1A CN110195013A (zh) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | 一种厌氧菌培养系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114164105A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-03-11 | 四川旅发环保科技有限公司 | 一种厌氧菌培育系统 |
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2019
- 2019-06-21 CN CN201910541978.1A patent/CN110195013A/zh active Pending
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