CN204625616U - 仿真瘤胃发酵器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种仿真瘤胃发酵器，包括内发酵罐、外发酵罐和罐盖，所述内发酵罐固定在所述外发酵罐中，所述罐盖安装在所述外发酵罐的顶部，所述罐盖顶部连接有用于启闭罐盖的液压动力机构，所述内发酵罐中的底部设置有喷气式搅拌器，这种仿真瘤胃发酵器能够在发酵反应发生前对搅拌气和培养液充分的预热，得到良好预热的发酵原料能在发酵反应中更好的进行反应，保证良好的发酵质量。

Description

仿真瘤胃发酵器

技术领域

    本实用新型涉及生物发酵技术领域，尤其涉及一种仿真瘤胃发酵器。

背景技术

反刍动物消化系统比较特殊，其最突出的特点是具有四个胃：瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃，其中瘤胃在消化过程中起着特别重要的作用。瘤胃中有大量微生物，主要包括细菌、原虫和真菌三大类。瘤胃微生物对饲料在瘤胃中的消化起着重要作用，这一消化过程称为瘤胃发酵。瘤胃微生物对饲料在瘤胃中的消化起着重要作用，这一消化过程称为瘤胃发酵。反刍动物利用的大部分营养物质是瘤胃发酵的终产物。研究表明，反刍动物采食干物质的40～80%在瘤胃中消化，其中约有70～90%的碳水化合物，60～95%的粗纤维，10～100%的粗脂肪都在瘤胃中消化，瘤胃中消化的能量占总消化能的23～87%。由此可见，瘤胃发酵在反刍动物营养中占有举足轻重的位置。反刍动物的瘤胃是一个微生物种群复杂、密度大、调控严格的微生态发酵体系，饲粮被栖居在瘤胃中的各种菌群、原虫和真菌进行发酵、降解，发酵菌质富含许多复杂和未知的生物活性物质，其代谢产物被宿主动物吸收、转化后作为代谢所需的营养物和调节物。瘤胃微生物在皱胃被盐酸杀死，是宿主动物的优质安全的蛋白质来源，同时其有益菌代谢产物一菌质也含有多种活性物质，参与反刍动物的营养代谢。因而国内外许多动物营养学家、生理学家、生化学家和微生物学家都非常重视对瘤胃发酵的研究，有关权威专家还提出应创建“瘤胃学”，这是当前研究热点之一。

瘤胃作为一个生物发酵罐，应当具备适宜于种群复杂、数量巨大的瘤胃微生物在其中生长繁殖的条件，这些条件随着微生物的生长繁殖会发生相应变化。但是微生物的生存环境，包括营养物质、温度、酸碱度等又要求相对稳定，因此，瘤胃内各种环境因素又必须随时处于严密的调控之中。

研究瘤胃发酵的方法主要有三种，分别为体内法、半体内法和体外法。体内法是研究瘤胃微生物代谢和评定饲料营养价值最直接的方法。但方法复杂，费时费力，测定费用高，不适合大规模饲料评定，因此不宜作为评定饲料营养价值的常规方法，而只能是一种参比方法。半体内法主要指尼龙袋法。Quin (1938)、Zinn (1981)、Madsen (1985)、Lorensi (1992)和Khazaal (1995)进行了此类实验，结果表明尼龙袋法可以较好地估测饲料在体内的降解卒。虽然尼龙袋法与体内法相比，比较简单易行，但此方法需要带瘘管的反刍动物，且其测定结果受多种因素影响，致使测定结果变异较大。体外法即指采集新鲜瘤胃食糜或瘤胃液体，在模拟瘤胃条件的装置中进行微生物培养，所以又称人工瘤胃法。体外法与体内法和半体内法相比，具有操作简便，成本低，环境条件易控制，重复性好等特点，是一种极有潜力的研究瘤胃发酵的方法。

鉴于瘤胃是一个非常复杂的动态系统，很难在活体动物身上进行研究。即使使用瘤胃瘘管，也难以真正搞清楚饲料营养物质在瘤胃内发酵、流通、微生物摄取和吸收等动态变化规律，使得研究具有一定的局限性，因此体外人工瘤胃技术应运而生。人工瘤胃是模拟瘤胃生理功能的体外模拟系统，是反刍动物体外营养模拟技术现代化发展的标志。

人工瘤胃技术主要有两大类：短期人工瘤胃技术和长期人工瘤胃技术。从两级离体消化法(Tillery和Terry，1963)到产气量法(Menk等，1979)以及酶解法等，都是批次培养即短期人工瘤胃技术。长期人工瘤胃技术即体外连续培养技术可以保持几个星期的稳定发酵，是研究瘤胃发酵和评定动态降解率的很好的实验室方法。体外连续培养系统(Continuous culture system CCS)是一种接近于活体内瘤胃发酵的系统，分为单外流(Single-flow)和双外流(Dual-flow)型连续培养系统两种。单外流连续培养系统以Rusteic系统(Czerkawski和Breckenridge，1977)为代表。双外流连续培养系统以美国Minnesota大学(Marshall．D．Stem)和West Virginia大学(William.H．Hoover)为代表。中国农业大学动物科技学院(孟庆翔，1999)利用国家自然科学基金的资助，也自行研制了一套双外流连续培养系统。这些设备仅限于实验窒少量样品的研究工作。目前人工瘤胃技术的应用范围包括研究纤维素的消化和影响它的因素、研究非蛋白氮的利用、研究瘤胃微生物的新陈代谢及其影响因素、研究瘤胃微生物之间及其与宿主之间的共生关系、评定反刍动物饲料的营养价值、研究瘤胃发酵的动力学过程、研究极端情况（如高精料、高稀释率）下瘤胃的发酵状况和药物研究和能源开发研究（如产甲烷菌）等。

现在各种体外人工瘤胃发酵技术越来越得到人们的重视，但是目前国内外尚无工厂规模化体外培养瘤胃有益菌群，制备各种菌质的生产设备。这是因为体外人工发酵过程中受到多种因素的干扰，常会引起人工瘤胃发酵器中各种发酵条件发生较大改变，而使发酵质量得不到保证。其中在进行发酵反应前最好对培养物料进行预热，但是现有的发酵设备的预热效果并不理想，难以保证良好的发酵质量。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有的仿真瘤胃发酵设备的预热效果不理想，本实用新型提供了一种仿真瘤胃发酵器来解决上述问题。

    本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种仿真瘤胃发酵器，包括内发酵罐、外发酵罐和罐盖，所述内发酵罐固定在所述外发酵罐中，所述罐盖安装在所述外发酵罐的顶部，所述罐盖顶部连接有用于启闭罐盖的液压动力机构，所述内发酵罐中的底部设置有喷气式搅拌器，所述外发酵罐中的底部设置只有培养液螺纹管、搅拌气螺纹管和二个电加热棒，所述培养液螺纹管和搅拌气螺纹管分别缠绕在所述二个电加热棒上，所述培养液螺纹管的一端穿过所述外发酵罐与外界连通，另外一端通过管道与设置在所述内发酵罐上方的培养液滴管连接，所述搅拌气螺纹管的一端穿过所述外发酵罐与外界连通，另外一端通过管道与所述喷气式搅拌器连接。

作为优选，所述外发酵罐中的底部固定有内罐支架，所述内发酵罐置于所述内罐支架上并且上端通过定位压块与所述外发酵罐固定连接。

作为优选，所述外发酵罐上设置有加热器、进水口和出水口，所述加热器与所述二个电加热棒连接，所述外发酵罐的外侧壁上还安装有水温控制表和延伸至所述内发酵罐的溢流管。

作为优选，所述罐盖上设置有自动调压阀、压力表、PH探头、温度表和取样管，所述PH探头、温度表和取样管延伸至所述内发酵罐中。

作为优选，所述液压动力机构包括起吊器、吊臂和液压缸，所述起吊器居中设置在所述罐盖上，所述吊臂的两端分别与所述液压缸的活塞杆和起吊器固定。

本实用新型的有益效果是，这种仿真瘤胃发酵器能够在发酵反应发生前对搅拌气和培养液充分的预热，得到良好预热的发酵原料能在发酵反应中更好的进行反应，保证良好的发酵质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型仿真瘤胃发酵器的最优实施例的结构示意图。

    图中1、内发酵罐，2、外发酵罐，3、罐盖，4、喷气式搅拌器，5、培养液螺纹管，6、搅拌气螺纹管，7、电加热棒，8、内罐支架，9、定位压块，10、起吊器，11、吊臂，12、液压缸。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实用新型提供了一种仿真瘤胃发酵器，包括内发酵罐1、外发酵罐2和罐盖3，内发酵罐1固定在外发酵罐2中，罐盖3安装在外发酵罐2的顶部，罐盖3顶部连接有用于启闭罐盖3的液压动力机构，内发酵罐1中的底部设置有喷气式搅拌器4，外发酵罐2中的底部设置只有培养液螺纹管5、搅拌气螺纹管6和二个电加热棒7，培养液螺纹管5和搅拌气螺纹管6分别缠绕在二个电加热棒7上，培养液螺纹管5的一端穿过外发酵罐2与外界连通，另外一端通过管道与设置在内发酵罐1上方的培养液滴管连接，搅拌气螺纹管6的一端穿过外发酵罐2与外界连通，另外一端通过管道与喷气式搅拌器4连接，外发酵罐2中的底部固定有内罐支架8，内发酵罐1置于内罐支架8上并且上端通过定位压块9与外发酵罐2固定连接，外发酵罐2上设置有加热器、进水口和出水口，加热器与二个电加热棒7连接，外发酵罐2的外侧壁上还安装有水温控制表和延伸至内发酵罐1的溢流管，罐盖3上设置有自动调压阀、压力表、PH探头、温度表和取样管，PH探头、温度表和取样管延伸至内发酵罐1中，液压动力机构包括起吊器10、吊臂11和液压缸12，起吊器10居中设置在罐盖3上，吊臂11的两端分别与液压缸12的活塞杆和起吊器10固定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种仿真瘤胃发酵器，其特征在于：包括内发酵罐、外发酵罐和罐盖，所述内发酵罐固定在所述外发酵罐中，所述罐盖安装在所述外发酵罐的顶部，所述罐盖顶部连接有用于启闭罐盖的液压动力机构，所述内发酵罐中的底部设置有喷气式搅拌器，所述外发酵罐中的底部设置只有培养液螺纹管、搅拌气螺纹管和二个电加热棒，所述培养液螺纹管和搅拌气螺纹管分别缠绕在所述二个电加热棒上，所述培养液螺纹管的一端穿过所述外发酵罐与外界连通，另外一端通过管道与设置在所述内发酵罐上方的培养液滴管连接，所述搅拌气螺纹管的一端穿过所述外发酵罐与外界连通，另外一端通过管道与所述喷气式搅拌器连接。

2.如权利要求1所述的仿真瘤胃发酵器，其特征在于：所述外发酵罐中的底部固定有内罐支架，所述内发酵罐置于所述内罐支架上并且上端通过定位压块与所述外发酵罐固定连接。

3.如权利要求2所述的仿真瘤胃发酵器，其特征在于：所述外发酵罐上设置有加热器、进水口和出水口，所述加热器与所述二个电加热棒连接，所述外发酵罐的外侧壁上还安装有水温控制表和延伸至所述内发酵罐的溢流管。

4.如权利要求3所述的仿真瘤胃发酵器，其特征在于：所述罐盖上设置有自动调压阀、压力表、PH探头、温度表和取样管，所述PH探头、温度表和取样管延伸至所述内发酵罐中。

5.如权利要求4所述的仿真瘤胃发酵器，其特征在于：所述液压动力机构包括起吊器、吊臂和液压缸，所述起吊器居中设置在所述罐盖上，所述吊臂的两端分别与所述液压缸的活塞杆和起吊器固定。