CN114027104B - 一种食用菌菌种培养设备及培养方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了食用菌菌种培养领域的一种食用菌菌种培养设备及培养方法，包括用于盛放液体培养基的培养罐，所述培养罐的罐体密封，在培养罐的罐顶开有入料口；培养罐内设置有用于振荡液体培养基的振荡机构和换气机构，所述换气机构在振荡机构工作时辅助培养罐与外界进行换气。本发明不仅能够通过振荡液体培养基使得空气与液体培养基充分接触，提高培养基中的含氧量，还能在振荡时对培养罐进行换气，抽出培养罐中氧气含量低的气体，压入外界氧气含量高的空气，提高培养罐中的氧气浓度，加快氧气的溶解效率，提高培养基中的含氧量，最终使得食用菌菌种可以快速生长。

Description

一种食用菌菌种培养设备及培养方法

技术领域

本发明为食用菌菌种培养领域，具体涉及到的是一种食用菌菌种培养设备及培养方法。

背景技术

在食用菌生产中，菌种培养是关键工序。初期培养的食用菌菌种是固体菌种，因固体菌种培养占用地方大、培养速度慢、下道工序接种时效率低等缺陷而逐步被液体菌种所替代，食用菌菌种培养装置是培养食用菌菌种的专用设备。在液体菌种的培养过程中，为了使得培养基中的营养物质与菌种充分接触、提高培养基中的含氧量，往往需要进行振荡培养。但是目前的振荡培养时氧气的溶解速度低，培养基的含氧量增长缓慢，影响食用菌菌种的生长速度。

本发明提供了一种食用菌菌种培养设备及培养方法，该发明不仅能够通过振荡液体培养基使得空气与液体培养基充分接触，提高培养基中的含氧量，还能在振荡时对培养罐进行换气，抽出培养罐中氧气含量低的气体，压入外界氧气含量高的空气，提高培养罐中的氧气浓度，加快氧气的溶解效率，提高培养基中的含氧量，最终使得食用菌菌种可以快速生长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种食用菌菌种培养设备及培养方法，以解决上述背景技术中提出了现有技术缺点的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种食用菌菌种培养设备，包括用于盛放液体培养基的培养罐，所述培养罐的罐体密封，在培养罐的罐顶开有入料口；培养罐内设置有用于振荡液体培养基的振荡机构和换气机构，所述换气机构在振荡机构工作时辅助培养罐与外界进行换气。

作为本发明的进一步方案，所述培养罐内部包括上方的盛放区和下方的换气区；所述振荡机构位于盛放区内，包括外接驱动电机的驱动轴，所述驱动轴转动安装在培养罐的底部中央处，所述驱动轴上固定安装有偏心板，所述偏心板通过安装柱连接倾斜的振荡板，所述振荡板的重心位于驱动轴的轴线上；所述安装柱的一端固定安装在偏心板上，另一端固定安装在振荡板上，所述振荡板的中心处固定安装有球头，所述球头铰接在固定在培养罐上的支撑板上，所述安装柱的轴线与驱动轴的轴线之间的夹角呈锐角设置；所述振荡板的周向侧面间隔固定安装有转动柱，所述转动柱转动安装在滑动块上，所述滑动块滑动安装在弧线槽内，所述弧线槽竖直开设在培养罐内壁上。

作为本发明的进一步方案，所述换气机构位于换气区内，包括分别竖直滑动安装在气体管道内的第一活塞和第二活塞；所述气体管道设置在振荡机构下方，包括第一气管和第二气管，所述第一活塞、第二活塞分别竖直滑动安装在第一气管、第二气管内，第一活塞、第二活塞均通过连杆球头铰接在振荡板的底面；所述第一气管的上端、第二气管的上端分别通过第一连通管、第二连通管与培养罐内的盛放区相连通；所述第一气管的上端还设置有与外界连通的排气口、所述第二气管的下端还设置有与外界连通的入气口；所述第一连通管与第一气管的连接处、第二连通管与第二气管的连接处、排气口处均设置有单向气阀，所述单向气阀用于使得气体从外界经过第二气管、第二连通管进入盛放区，再经过第一连通管、第一气管最终回到外界。

作为本发明的进一步方案，所述第一连通管与盛放区连接处高度、第二连通管与盛放区连接处高度相互错位。

作为本发明的进一步方案，还包括搅拌机构，所述搅拌机构用于在振荡机构振荡时搅动盛放区内的液体培养基。

作为本发明的进一步方案，所述搅拌机构包括套接在驱动轴上的搅拌环，所述搅拌环的上端固定安装有搅拌液体培养基的搅拌扇，下端固定安装有驱动搅拌环转动的驱动扇，所述驱动扇位于换气区内开设的密封仓内，所述密封仓通过排气口与第一气管相连通，密封仓内还开有出气口与外界连通，第一管道内的气体通过排气口进入密封仓驱动驱动扇转动后，在从出气口处溢出。

作为本发明的进一步方案，所述搅拌环的转动方向与驱动轴的转动方向相反。

作为本发明的进一步方案，培养罐内盛放区还设置有温度感应器，培养罐内盛放区还设置有加热组件，所述温度感应器测量盛放区温度并控制加热组件开启、关闭。

本发明还提供了一种食用菌菌种培养方法，主要步骤如下：

S1：向培养罐中注入液体培养基，并在液体培养基中接种菌种进行培养；

S2：为了使得培养基与氧气充分接触，提高溶解氧的供应量，所以进行振荡培养，启动驱动电源，驱动轴转动，振荡板绕着驱动轴转动并振荡液体培养基；

S3：为了提高溶解氧的供应量，所以在振荡的同时对培养罐进行换气，将培养罐中低氧气浓度的空气换成外界高氧气浓度的空气，振荡板在振荡液体培养基的同时驱动第一活塞、第二活塞作活塞运动，第一活塞负压吸取培养罐中低氧气浓度的空气、第二活塞将外界高氧气浓度的空气压入培养罐中；

S4：培养罐中低氧气浓度的空气被抽出后被排出培养罐，在排出的过程中驱动搅拌环搅动液体培养基，循环往复，直至完成振荡培养。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明不仅能够通过振荡液体培养基使得空气与液体培养基充分接触，提高培养基中的含氧量，还能在振荡时对培养罐进行换气，抽出培养罐中氧气含量低的气体，压入外界氧气含量高的空气，提高培养罐中的氧气浓度，加快氧气的溶解效率，提高培养基中的含氧量，最终使得食用菌菌种可以快速生长。

2.相较于普通的凸轮振荡方式而言，本发明能够以较低的力驱动振荡板振荡更大的幅度，并且还能够使得液体培养基在培养罐内流动，在增大液体培养基与空气的接触面积的同时使得液体培养基中的营养物质可以与液体菌种充分混合，保证对液体菌种营养物质的供给，保证食用菌菌种的生长速度。

3.因为不同的食用菌生长所需的气压可能不同，在换气时普通的换气方式会改变培养罐内的气压，影响食用菌的生长。相较于普通的加压注入换气、负压抽取换气，本发明的换气方式可以在保证培养罐内气压大致稳定的情况下进行换气。本发明在抽取培养罐内低氧气浓度的气体时，同步注入体积相同的高氧气浓度的气体，一方面加快氧气的溶解，提高培养基中氧气的供应量，促进食用菌生长；另一方面该方式使得培养罐内的气压不会发生大的改变，维持食用菌良好的生长环境，促进食用菌生长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种食用菌菌种培养设备的整体结构示意图；

图2为本发明培养设备的剖视图；

图3为本发明图2中A部分的局部放大图；

图4为本发明图2中B部分的局部放大图；

图5为本发明图2中C部分的局部放大图；

图6为本发明图2中D部分的局部放大图；

图7为本发明出去培养罐罐体的结构示意图；

图8为本发明方法的工艺流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1－培养罐、11－入料口、12－盛放区、13－换气区、2－振荡机构、21－驱动电机、22－驱动轴、23－偏心板、24－安装柱、25－振荡板、251－转动柱、26－球头、27－支撑板、28－滑动块、29－弧线槽、3－换气机构、31－第一活塞、311－第二活塞、32－第一气管、321－第二气管、33－连杆、34－第一连通管、341－第二连通管、35－排气口、36－入气口、37－单向气阀、4－搅拌机构、41－搅拌环、42－搅拌扇、43－驱动扇、44－密封仓、45－出气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，一种食用菌菌种培养设备，包括用于盛放液体培养基的培养罐1，所述培养罐1的罐体密封，在培养罐1的罐顶开有入料口11；培养罐1内设置有用于振荡液体培养基的振荡机构2和换气机构3，所述换气机构3在振荡机构2工作时辅助培养罐1与外界进行换气。

在食用菌生产中，菌种培养是关键工序。初期培养的食用菌菌种是固体菌种，因固体菌种培养占用地方大、培养速度慢、下道工序接种时效率低等缺陷而逐步被液体菌种所替代，食用菌菌种培养装置是培养食用菌菌种的专用设备。在液体菌种的培养过程中，为了使得培养基中的营养物质与菌种充分接触、提高培养基中的含氧量，往往需要进行振荡培养。但是目前的振荡培养时氧气的溶解速度低，培养基的含氧量增长缓慢，影响食用菌菌种的生长速度。如图1、图2所示，本发明在工作中通过振荡机构2对培养罐1中的液体培养基和液体菌种进行振荡，一方面使得液体培养基中的营养物质可以与液体菌种充分混合，保证对液体菌种营养物质的供给，保证食用菌菌种的生长速度；另一方面通过振荡液体培养基可以增大培养基与培养罐1中空气的接触面积，提高液体培养基中的含氧量，保证液体菌种可以快速生长。为了进一步提高培养罐1中氧气的溶解速度，提高培养基中的含氧量，本发明在振荡机构2振荡液体培养基的同时通过换气机构3对培养罐1中的气体进行换气，抽出培养罐1中氧气含量低的气体，压入外界氧气含量高的空气，以此来提高培养罐1中的氧气浓度，进一步加快氧气的溶解效率，提高培养基中的含氧量，最终使得食用菌菌种可以快速生长。本发明不仅能够通过振荡液体培养基使得空气与液体培养基充分接触，提高培养基中的含氧量，还能在振荡时对培养罐1进行换气，抽出培养罐1中氧气含量低的气体，压入外界氧气含量高的空气，提高培养罐1中的氧气浓度，加快氧气的溶解效率，提高培养基中的含氧量，最终使得食用菌菌种可以快速生长。

作为本发明的进一步方案，所述培养罐1内部包括上方的盛放区12和下方的换气区13；所述振荡机构2位于盛放区12内，包括外接驱动电机21的驱动轴22，所述驱动轴22转动安装在培养罐1的底部中央处，所述驱动轴22上固定安装有偏心板23，所述偏心板23通过安装柱24连接倾斜的振荡板25，所述振荡板25的中心位于驱动轴22的轴线上；所述安装柱24的一端固定安装在偏心板23上，另一端固定安装在振荡板25上，所述振荡板25的中心处固定安装有球头26，所述球头26铰接在固定在培养罐1上的支撑板27上，所述球头26的球心位于驱动轴22的轴线上；所述安装柱24的轴线与驱动轴22的轴线呈锐角设置；所述振荡板25的周向侧面间隔固定安装有转动柱251，所述转动柱251转动安装在滑动块28上，所述滑动块28滑动安装弧线槽29内，所述弧线槽29竖直开设在培养罐1内壁上。

如图2、图7所示，本发明振荡机构2在工作时先通过驱动电机21驱动驱动轴22转动，驱动轴22通过偏心板23带动振荡板25开始振荡。如图3、图6、图7所示，因为驱动轴22安装在偏心板23的偏心位置，且安装柱24的轴线与驱动轴22的轴线呈锐角设置，所以振荡板25倾斜向内绕着驱动轴22转动；再因为振荡板25通过转动柱251转动安装在滑动块28上，所以驱动轴22转动时，振荡板25会往复倾斜着上下振荡液体培养基。相较于普通的凸轮振荡方式而言，该种振荡方式能够使得驱动件以较小的力驱动振荡板25振荡更大的幅度，并且还能够使得液体培养基在培养罐1内振荡，在增大液体培养基与空气的接触面积的同时使得液体培养基中的营养物质可以与液体菌种充分混合，保证对液体菌种营养物质的供给，保证食用菌菌种的生长速度。

作为本发明的进一步方案，所述换气机构3位于换气区13内，包括分别竖直滑动安装在气体管道内的第一活塞31和第二活塞311；所述气体管道设置在振荡机构2下方，包括第一气管32和第二气管321，所述第一活塞31、第二活塞311分别竖直滑动安装在第一气管32、第二气管321内，第一活塞31、第二活塞311均通过连杆33球头铰接在振荡板25的底面；所述第一气管32的上端、第二气管321的上端分别通过第一连通管34、第二连通管341与培养罐1内的盛放区12相连通；所述第一气管32的上端还设置有与外界连通的排气口35、所述第二气管321的下端还设置有与外界连通的入气口36；所述第一连通管34与第一气管32的连接处、第二连通管341与第二气管321的连接处、排气口35处均设置有单向气阀37，所述单向气阀37用于使得气体从外界经过第二气管321、第二连通管341进入盛放区12，再经过第一连通管34、第一气管32最终回到外界。

如图2、图4、图7所示，本发明在振荡机构2振荡液体培养基的同时换气机构3开始对培养罐1中的气体进行换气。在工作时入料口11密封，随着培养的进行，培养罐1中的氧气浓度下降。这时振荡板25在驱动轴22的驱动下绕着驱动轴22作环形往复振荡，振动板通过连杆33驱动第一气管32中的第一活塞31、第二气管321中的第二活塞311作竖直方向的活塞运动，且第一活塞31、第二活塞311的行程向反。当第一活塞31从上往下移动时，第一气管32中位于第一活塞31上端的部分行程负压，培养罐1中的气体被抽取进入第一气管32；与此同时，第二活塞311从下往上移动，将外界由入气口36进入第二气管321中的空气压入培养罐1中，完成换气；然后第一活塞31复位，将第一气管32内的气体通过排气口35排出，第二活塞311复位补充第二气管321内的空气，循环往复。相较于普通的加压注入换气、负压抽取换气，本发明的换气方式可以在保证培养罐1内气压大致稳定的情况下进行换气。因为不同的食用菌生长所需的气压可能不同，在换气时普通的换气方式会改变培养罐1内的气压，影响食用菌的生长。本发明在抽取培养罐1内低氧气浓度的气体时，同步注入体积相同的高氧气浓度的气体，一方面加快氧气的溶解，提高培养基中氧气的供应量，促进食用菌生长；另一方面该方式使得培养罐1内的气压不会发生大的改变，维持食用菌良好的生长环境，促进食用菌生长。

本发明的振荡板与第一活塞、第二活塞相铰接。如图4所示，因为该种振荡方式使得连杆会有水平方向的往复移动，使得盛放区该位置可能会有泄露口；为了防止液体培养基通过该泄露口进入第一气管、第二气管，本发明设置了密封圈。本发明还可以将连杆设置为上、下分体式，上部分位于盛放区内，下部分为竖直杆，位于排气区内，上部分与下部分铰接，再通过密封圈密封，防止泄露。

作为本发明的进一步方案，所述第一连通管34与盛放区12连接处高度、第二连通管341与盛放区12连接处高度相互错位。该设置的目的是为了在换气时促进培养罐1内气体流动，加快换气效率，进而提高培养罐1中的氧气溶解。

作为本发明的进一步方案，还包括搅拌机构4，所述搅拌机构4用于在振荡机构2振荡时搅动盛放区12内的液体培养基。

作为本发明的进一步方案，所述搅拌机构4包括套接在驱动轴22上的搅拌环41，所述搅拌环41的上端固定安装有搅拌液体培养基的搅拌扇42，下端固定安装有驱动搅拌环41转动的驱动扇43，所述驱动扇43位于换气区13内开设的密封仓44内，所述密封仓44通过排气口35与第一气管32相连通，密封仓44内还开有出气口45与外界连通，第一管道内的气体通过排气口35进入密封仓44驱动驱动扇43转动后，在从出气口45处溢出。

如图2、图7所示，本发明的第一气管32在通过排气口35排气时，将第一气管32内的气体压入密封仓44内驱动驱动扇43转动，最终从密封仓44上的出气口45排出。如图7所示，因为驱动扇43与搅拌扇42均固定安装在搅拌环41上，所以搅拌环41转动搅拌液体培养基，使得液体培养基中的液体相互碰撞，进一步使得培养基内的营养物质能够与食用菌菌种充分接触，保证对液体菌种营养物质的供给，保证食用菌菌种的生长速度。

作为本发明的进一步方案，所述搅拌环41的转动方向与驱动轴22的转动方向相反。该设置的目的是为了液体培养基中的液体进一步相互碰撞，一方面使得培养基内的营养物质能够与食用菌菌种充分接触，另一方面还能进一步加大液体培养基于培养罐1内气体的接触面积，促进氧气溶解，保证食用菌生长。

作为本发明的进一步方案，培养罐1内盛放区12还设置有温度感应器，培养罐1内盛放区12还设置有加热组件，所述温度感应器测量盛放区12温度并控制加热组件开启、关闭。本发明还能通过度感应器、加热组件保证培养罐1恒温，为食用菌提供适宜的生长温度，保证食用菌的生长。

本发明还提供了一种食用菌菌种培养方法，主要步骤如下：

S1：向培养罐1中注入液体培养基，并在液体培养基中接种菌种进行培养；

S2：为了使得培养基与氧气充分接触，提高溶解氧的供应量，所以进行振荡培养，启动驱动电源，驱动轴22转动，振荡板25绕着驱动轴22转动并振荡液体培养基；

S3：为了提高溶解氧的供应量，所以在振荡的同时对培养罐1进行换气，将培养罐1中低氧气浓度的空气换成外界高氧气浓度的空气，振荡板25在振荡液体培养基的同时驱动第一活塞31、第二活塞311作活塞运动，第一活塞31负压吸取培养罐1中低氧气浓度的空气、第二活塞311将外界高氧气浓度的空气压入培养罐1中；

S4：培养罐1中低氧气浓度的空气被抽出后被排出培养罐1，在排出的过程中驱动搅拌环41搅动液体培养基，循环往复，直至完成振荡培养。

Claims (7)

1.一种食用菌菌种培养设备，其特征在于：包括用于盛放液体培养基的培养罐（1），所述培养罐（1）的罐体密封，在培养罐（1）的罐顶开有入料口（11）；培养罐（1）内设置有用于振荡液体培养基的振荡机构（2）和换气机构（3），所述换气机构（3）在振荡机构（2）工作时辅助培养罐（1）与外界进行换气；

所述培养罐（1）内部包括上方的盛放区（12）和下方的换气区（13）；所述振荡机构（2）位于盛放区（12）内，包括外接驱动电机（21）的驱动轴（22），所述驱动轴（22）转动安装在培养罐（1）的底部中央处，所述驱动轴（22）上固定安装有偏心板（23），所述偏心板（23）通过安装柱（24）连接倾斜的振荡板（25），所述振荡板（25）的重心位于驱动轴（22）的轴线上，所述安装柱（24）的一端固定安装在偏心板（23）上，另一端固定安装在振荡板（25）上，所述振荡板（25）的中心处固定安装有球头（26），所述球头（26）铰接在固定在培养罐（1）上的支撑板（27）上，所述球头（26）的球心位于驱动轴（22）的轴线上；所述安装柱（24）的轴线与驱动轴（22）的轴线之间的夹角呈锐角设置；所述振荡板（25）的周向侧面间隔固定安装有转动柱（251），所述转动柱（251）转动安装在滑动块（28）上，所述滑动块（28）滑动安装弧线槽（29）内，所述弧线槽（29）竖直开设在培养罐（1）内壁上；

所述换气机构（3）位于换气区（13）内，包括分别竖直滑动安装在气体管道内的第一活塞（31）和第二活塞（311）；所述气体管道设置在振荡机构（2）下方，包括第一气管（32）和第二气管（321），所述第一活塞（31）、第二活塞（311）分别竖直滑动安装在第一气管（32）、第二气管（321）内，第一活塞（31）、第二活塞（311）均通过连杆（33）球头铰接在振荡板（25）的底面；所述第一气管（32）的上端、第二气管（321）的上端分别通过第一连通管（34）、第二连通管（341）与培养罐（1）内的盛放区（12）相连通；所述第一气管（32）的上端还设置有与外界连通的排气口（35）、所述第二气管（321）的下端还设置有与外界连通的入气口（36）；所述第一连通管（34）与第一气管（32）的连接处、第二连通管（341）与第二气管（321）的连接处、排气口（35）处均设置有单向气阀（37），所述单向气阀（37）用于使得气体从外界经过第二气管（321）、第二连通管（341）进入盛放区（12），再经过第一连通管（34）、第一气管（32）最终回到外界。

2.根据权利要求1所述的一种食用菌菌种培养设备，其特征在于：所述第一连通管（34）与盛放区（12）连接处高度、第二连通管（341）与盛放区（12）连接处高度相互错位。

3.根据权利要求1所述的一种食用菌菌种培养设备，其特征在于：还包括搅拌机构（4），所述搅拌机构（4）用于在振荡机构（2）振荡时搅动盛放区（12）内的液体培养基。

4.根据权利要求3所述的一种食用菌菌种培养设备，其特征在于：所述搅拌机构（4）包括套接在驱动轴（22）上的搅拌环（41），所述搅拌环（41）的上端固定安装有搅拌液体培养基的搅拌扇（42），下端固定安装有驱动搅拌环（41）转动的驱动扇（43），所述驱动扇（43）位于换气区（13）内开设的密封仓（44）内，所述密封仓（44）通过排气口（35）与第一气管（32）相连通，密封仓（44）内还开有出气口（45）与外界连通，第一管道内的气体通过排气口（35）进入密封仓（44）驱动驱动扇（43）转动后，再从出气口（45）处逸出。

5.根据权利要求4所述的一种食用菌菌种培养设备，其特征在于：所述搅拌环（41）的转动方向与驱动轴（22）的转动方向相反。

6.根据权利要求1所述的一种食用菌菌种培养设备，其特征在于：培养罐（1）内盛放区（12）还设置有温度感应器，培养罐（1）内盛放区（12）还设置有加热组件，所述温度感应器测量盛放区（12）温度并控制加热组件开启、关闭。

7.一种食用菌菌种培养方法，适用于权利要求1~6中任意一项所述的培养设备，其特征在于：主要步骤如下：

S1：向培养罐（1）中注入液体培养基，并在液体培养基中接种菌种进行培养；

S2：为了使得培养基与氧气充分接触，提高溶解氧的供应量，所以进行振荡培养，启动驱动电源，驱动轴（22）转动，振荡板（25）绕着驱动轴（22）转动并振荡液体培养基；

S3：为了提高溶解氧的供应量，所以在振荡的同时对培养罐（1）进行换气，将培养罐（1）中低氧气浓度的空气换成外界高氧气浓度的空气，振荡板（25）在振荡液体培养基的同时驱动第一活塞（31）、第二活塞（311）作活塞运动，第一活塞（31）负压吸取培养罐（1）中低氧气浓度的空气、第二活塞（311）将外界高氧气浓度的空气压入培养罐（1）中；

S4：培养罐（1）中低氧气浓度的空气被抽出后被排出培养罐（1），在排出的过程中驱动搅拌环（41）搅动液体培养基，循环往复，直至完成振荡培养。

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