CN204625617U - 人工瘤胃模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种人工瘤胃模拟装置，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，所述罐盖上还安装有电机，所述电机的输出轴连接有一个转动轴，所述转动轴的底部一直延伸至距离所述内发酵罐底部上方5~10cm处，这种人工瘤胃模拟装置放弃了将二氧化碳和氮气同时作为厌氧气体和搅拌气体来参与装置中的发酵反应，而搅拌的工作则通过电机带动转动的搅拌叶来完成，不仅降低了装置的机构复杂程度，而且搅拌均匀、快速和安全。

Description

人工瘤胃模拟装置

技术领域

    本实用新型涉及生物发酵技术领域，尤其涉及一种人工瘤胃模拟装置。

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%。

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。

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，但是目前国内外现有的人工瘤胃发酵器通常采用的是喷气式搅拌来参与物料的发酵反应，喷漆式搅拌虽然搅拌起来较为安全和平稳，但是搅拌效果和均匀度并不好，而且发酵反应需要在厌氧环境中进行，一般会将在发酵罐内充入二氧化碳和氮气，如果将二氧化碳和氮气作为搅拌气体会使人工瘤胃装置的结构更为复杂。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种人工瘤胃模拟装置来解决上述问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种人工瘤胃模拟装置，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，所述罐盖上还安装有电机，所述电机的输出轴连接有一个转动轴，所述转动轴的底部一直延伸至距离所述内发酵罐底部上方5~10cm处，所述转动轴上等距设置有三组搅拌叶，所述内发酵罐中设置有二氧化碳气管和氮气管，所述二氧化碳气管和氮气管贴近所述内发酵罐的内壁设置并且朝向所述内发酵罐的轴心开设有多个气孔，所述外发酵罐的侧壁上设置有与外界连通的二氧化碳端口和氮气端口，所述二氧化碳气管的上端从所述内发酵罐的上端开口伸出并与所述二氧化碳端口连接，下端沿轴向向下延伸，所述氮气管的上端从所述内发酵罐的上端开口伸出并与所述氮气端口连接，下端沿轴向向下延伸，所述外发酵罐中的底部设置只有培养液螺纹管和电加热棒，所述培养液螺纹管缠绕在所述电加热棒上，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。

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，这种人工瘤胃模拟装置放弃了将二氧化碳和氮气同时作为厌氧气体和搅拌气体来参与装置中的发酵反应，而搅拌的工作则通过电机带动转动的搅拌叶来完成，不仅降低了装置的机构复杂程度，而且搅拌均匀、快速和安全。

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是本实用新型人工瘤胃模拟装置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、电机，5、搅拌叶，

6、培养液螺纹管，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人工瘤胃模拟装置，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，罐盖3上还安装有电机4，电机4的输出轴连接有一个转动轴，转动轴的底部一直延伸至距离内发酵罐1底部上方5~10cm处，转动轴上等距设置有三组搅拌叶5，内发酵罐1中设置有二氧化碳气管和氮气管，二氧化碳气管和氮气管贴近内发酵罐1的内壁设置并且朝向内发酵罐1的轴心开设有多个气孔，外发酵罐2的侧壁上设置有与外界连通的二氧化碳端口和氮气端口，二氧化碳气管的上端从内发酵罐1的上端开口伸出并与二氧化碳端口连接，下端沿轴向向下延伸，氮气管的上端从内发酵罐1的上端开口伸出并与氮气端口连接，下端沿轴向向下延伸，外发酵罐2中的底部设置只有培养液螺纹管6和电加热棒7，培养液螺纹管6缠绕在电加热棒7上，培养液螺纹管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设置在内发酵罐1上方的培养液滴管连接，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)

1.一种人工瘤胃模拟装置，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，所述罐盖上还安装有电机，所述电机的输出轴连接有一个转动轴，所述转动轴的底部一直延伸至距离所述内发酵罐底部上方5~10cm处，所述转动轴上等距设置有三组搅拌叶，所述内发酵罐中设置有二氧化碳气管和氮气管，所述二氧化碳气管和氮气管贴近所述内发酵罐的内壁设置并且朝向所述内发酵罐的轴心开设有多个气孔，所述外发酵罐的侧壁上设置有与外界连通的二氧化碳端口和氮气端口，所述二氧化碳气管的上端从所述内发酵罐的上端开口伸出并与所述二氧化碳端口连接，下端沿轴向向下延伸，所述氮气管的上端从所述内发酵罐的上端开口伸出并与所述氮气端口连接，下端沿轴向向下延伸，所述外发酵罐中的底部设置只有培养液螺纹管和电加热棒，所述培养液螺纹管缠绕在所述电加热棒上，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。

2.如权利要求1所述的人工瘤胃模拟装置，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所述的人工瘤胃模拟装置，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所述的人工瘤胃模拟装置，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所述的人工瘤胃模拟装置，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。