CN208200906U - 一种新型甲烷氧化菌培养测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型甲烷氧化菌培养测试系统，其特征在于：包括注入装置、培养装置、取样装置和控制装置；本实用新型中通过在测试室外通过抽真空泵先将测试室内以及整个注入装置抽成真空，再利用高压注液计量泵和液体增压泵将甲烷氧化菌培养液注入到测试室中通过旋转机构对测试室内的甲烷氧化培养液进行搅拌，通过水夹套和水浴循环系统进行水浴加热，通过在保压系统中进行取样测试，整个过程通过控制系统来实现；补液罐可自动进行补液无需打开测试室补液，测试室的体积可自动标定；本实用新型中采用模块化设计，各单元可集合使用；结构紧凑简单易操作，取样测试快捷方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及菌类培养测试领域，尤其涉及一种新型甲烷氧化菌培养测试系统。
背景技术
甲烷氧化菌是一种特殊的微生物,它以甲烷为唯一的碳源和能源 , 甲烷氧化菌在自然界碳循环和工业生物技术中具有重要的应用价值。利用甲烷生产单细胞蛋白始于70 年代，1970 年英国壳牌公司在英国建立了一个规模为年产 300 吨的天然气蛋白试验装置， 1974 年，壳牌公司宣布在英国建立一个规模更大的试验装置，并筹备在荷兰阿姆斯特丹筹 备一个规模为年产 10 万吨装置的发展计划。但在 1976 年，壳牌公司决定停止该发展计划并无限推迟，当时的原因归结为 ：大豆和玉米的价格很低。1999 年挪威国家石油公司与英国 Nycomed Amer-sham公司联合投资建设了世界上第一套用天然气生产甲烷氧化菌单细胞蛋白的工业装置。这套装置具有年产 1 万吨生物蛋白的能力。生产出的单细胞蛋白含 70% 蛋白质、12% 碳水化合物、10% 脂肪和 8% 矿物质，目前在挪威已有农业合作社作为饲料出售。
但是由于甲烷在水溶液中的溶解度低 , 甲烷氧化菌利用甲烷的效率低 , 导致甲烷氧化菌生长速率慢 , 所得细胞浓度低 , 因此其成为甲烷氧化菌工业应用的瓶颈，强化气液传质是建立甲烷氧化菌高密度快速培养的关键之一，传统的解决办法是增加气速和搅拌速率,但是增加气速和搅拌速率,一方面导致大量泡沫产生,降低反应器利用效率,另一方面会消耗大量动力,增加成本。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够实时可以取样测量甲烷氧化培养菌的培育情况的新型甲烷氧化菌培养测试系统。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种新型甲烷氧化菌培养测试系统，其创新点在于：包括注入装置、培养装置、取样装置和控制装置；
所述注入装置包括液体注入机构和气体注入机构；所述液体注入机构与气体注入机构分别通过管道连接在培养装置上；所述液体注入机构包括高压注液计量泵、活塞储液容器和补液罐；所述高压注液计量泵通过第一阀门与活塞储液容器的输入端串联，所述高压注液计量泵的输出端依次串联有第二阀门和进液阀，所述进液阀的输出端与培养装置相连；所述补液罐通过第三阀门并联在第二阀门与活塞储液容器之间；
所述气体注入机构包括活塞储气容器单元、液体增压泵和进气阀；所述活塞储气容器单元具有若干个互相并联形成活塞储气容器组且活塞储气容器单元的两端均设置有控制阀，所述液体增压泵的输出端与活塞储气容器组的输入端串联，所述进气阀的一端串联在活塞储气容器组的输出端上，进气阀的另一端串联在培养装置上；
所述培养装置包括抽真空机构、测试室、水夹套和旋转机构；所述抽真空机构包括真空泵和抽空阀；所述真空泵的与抽空阀的一端串联，抽空阀的另一端连接在测试室上；所述水夹套设置在测试室的外壁上，水夹套与一水浴循环系统相连；所述旋转机构设置在测试室的旁侧且延伸至测试室内并在测试室进行搅拌；
所述取样装置通过取样阀连接在测试室上，所述取样装置包括活塞式取样器、集液罐和平衡泵；所述活塞式取样器的一端与取样阀的一端相连，所述活塞式取样器的另一端串联在平衡泵上；所述集液罐并联在取样阀的输出端与活塞式取样器之间；
所述控制装置包括伺服控制系统和PID控制系统；所述伺服控制系统一端和PID控制系统一端串联，所述伺服控制系统的另一端连接在测试室上，PID控制系统的另一端连接在平衡泵上。
进一步的，所述活塞式取样器、集液罐和平衡泵均设置在同一个保压系统中。
进一步的，所述测试室为压活塞式结构，所述测试室通过活塞保持测试室的体积和压强；所述测试室上还连接有温度检测表。
本实用新型的优点在于：
1）本实用新型中通过在测试室外通过抽真空泵先将测试室内以及整个注入装置抽成真空，再利用高压注液计量泵和液体增压泵将甲烷氧化菌培养液注入到测试室中通过旋转机构对测试室内的甲烷氧化培养液进行搅拌，通过水夹套和水浴循环系统进行水浴加热，通过在保压系统中进行取样测试，整个过程通过控制系统来实现；补液罐可自动进行补液无需打开测试室补液，测试室的体积可自动标定；本实用新型中采用模块化设计，各单元可集合使用；结构紧凑简单易操作，取样测试快捷方便。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的一种新型甲烷氧化菌培养测试系统的原理图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示的一种新型甲烷氧化菌培养测试系统，包括注入装置1、培养装置2、取样装置3和控制装置4。
注入装置1包括液体注入机构11和气体注入机构12；所述液体注入机构11与气体注入机构12分别通过管道连接在培养装置2上；所述液体注入机构11包括高压注液计量泵13、活塞储液容器14和补液罐15；所述高压注液计量泵13通过第一阀门16与活塞储液容器14的输入端串联，所述高压注液计量泵13的输出端依次串联有第二阀门17和进液阀18，所述进液阀18的输出端与培养装置2相连；所述补液罐15通过第三阀门19并联在第二阀门17与活塞储液容器14之间。
气体注入机构12包括活塞储气容器单元121、液体增压泵122和进气阀123；所述活塞储气容器单元121具有若干个互相并联形成活塞储气容器组且活塞储气容器单元121的两端均设置有控制阀，所述液体增压泵122的输出端与活塞储气容器组的输入端串联，所述进气阀123的一端串联在活塞储气容器组的输出端上，进气阀123的另一端串联在培养装置2上。
培养装置2包括抽真空机构21、测试室22、水夹套23和旋转机构24；所述抽真空机构21包括真空泵211和抽空阀212；所述真空泵211的与抽空阀212的一端串联，抽空阀212的另一端连接在测试室22上；所述水夹套23设置在测试室22的外壁上，水夹套23与一水浴循环系统25相连；所述旋转机构24设置在测试室22的旁侧且延伸至测试室22内并在测试室22进行搅拌。
取样装置3通过取样阀31连接在测试室22上，所述取样装3置包括活塞式取样器32、集液罐33和平衡泵34；所述活塞式取样器32的一端与取样阀31的一端相连，所述活塞式取样器32的另一端串联在平衡泵34上；所述集液罐33并联在取样阀31的输出端与活塞式取样器31之间。
控制装置4包括伺服控制系统41和PID控制系统42；所述伺服控制系统41一端和PID控制系统42一端串联，所述伺服控制系统41的另一端连接在测试室22上，PID控制系统42的另一端连接在平衡泵34上。
活塞式取样器32、集液罐33和平衡泵34均设置在同一个保压系统中。
测试室22为压活塞式结构，所述测试室22通过活塞保持测试室的体积和压强；所述测试室22上还连接有温度检测表。
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种新型甲烷氧化菌培养测试系统，其特征在于：包括注入装置、培养装置、取样装置和控制装置；
所述注入装置包括液体注入机构和气体注入机构；所述液体注入机构与气体注入机构分别通过管道连接在培养装置上；所述液体注入机构包括高压注液计量泵、活塞储液容器和补液罐；所述高压注液计量泵通过第一阀门与活塞储液容器的输入端串联，所述高压注液计量泵的输出端依次串联有第二阀门和进液阀，所述进液阀的输出端与培养装置相连；所述补液罐通过第三阀门并联在第二阀门与活塞储液容器之间；
所述气体注入机构包括活塞储气容器单元、液体增压泵和进气阀；所述活塞储气容器单元具有若干个互相并联形成活塞储气容器组且活塞储气容器单元的两端均设置有控制阀，所述液体增压泵的输出端与活塞储气容器组的输入端串联，所述进气阀的一端串联在活塞储气容器组的输出端上，进气阀的另一端串联在培养装置上；
所述培养装置包括抽真空机构、测试室、水夹套和旋转机构；所述抽真空机构包括真空泵和抽空阀；所述真空泵的与抽空阀的一端串联，抽空阀的另一端连接在测试室上；所述水夹套设置在测试室的外壁上，水夹套与一水浴循环系统相连；所述旋转机构设置在测试室的旁侧且延伸至测试室内并在测试室进行搅拌；
所述取样装置通过取样阀连接在测试室上，所述取样装置包括活塞式取样器、集液罐和平衡泵；所述活塞式取样器的一端与取样阀的一端相连，所述活塞式取样器的另一端串联在平衡泵上；所述集液罐并联在取样阀的输出端与活塞式取样器之间；
所述控制装置包括伺服控制系统和PID控制系统；所述伺服控制系统一端和PID控制系统一端串联，所述伺服控制系统的另一端连接在测试室上，PID控制系统的另一端连接在平衡泵上。
2.根据权利要求1所述的一种新型甲烷氧化菌培养测试系统，其特征在于：所述活塞式取样器、集液罐和平衡泵均设置在同一个保压系统中。
3.根据权利要求1所述的一种新型甲烷氧化菌培养测试系统，其特征在于：所述测试室为压活塞式结构，所述测试室通过活塞保持测试室的体积和压强；所述测试室上还连接有温度检测表。
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