CN208250300U - 一种酵素菌种三级连续扩培装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了菌种培养技术领域的一种酵素菌种三级连续扩培装置，旨在解决菌种扩培产量低的技术问题，该装置包括纵向依次设置并连通的一级、二级、三级培养罐，且所述一级、二级、三级培养罐的容积依次增大；培养基容器，所述培养基容器通过进料管和进料泵分别与所述一级、二级、三级培养罐连通；智能控制系统，所述智能控制系统用于控制各培养罐的灭菌时间、灭菌温度、培养状态及培养时间。本实用新型采用三级连续扩培的方式进行菌种培养，具有产量大，菌种受污染几率小，成活率高的优点，而且本装置结构简单、成本低廉，自动化程度高。

Description

一种酵素菌种三级连续扩培装置

技术领域

本实用新型涉及菌种培养技术领域，具体涉及一种酵素菌种三级连续扩培装置。

背景技术

酵素菌技术，是一项生物工程，其产品能够产生多种催化分解酸的有益微生物群体，作为进化型的生物技术结晶，为农业可持续发展带来了新的希望，该技术不仅能有效地解决农业生产中的化肥公害，农药污染，土壤板结，污染环境等问题，而且该技术生产出的肥料是生产绿色无公害，城乡人民食用放心农副食品的最佳生物菌肥料，被国内外专家认为，这将是促进传统农业向现代化生态农业转化的一场重大革命，酵素菌技术是中国农业未来之希望。

菌种培养装置是一种较为常见的发酵设施装备，其通常包括以下三部体：

1、罐体部分，其主要包括各种阀门、压力表、安全阀、加热管、冷却管、搅拌轴、视镜等；

2、供气过滤部分，其包括空气压缩机、过滤器、流量计、压力表，以完成空气中水及杂菌的过滤；

3、控制部分，主要是电路控制系统，该系统采用微电脑控制主要控制灭菌时间、灭菌温度、培养状态及培养时间。

菌种培养装置设计的是否合理，直接影响产品质量，但现有产品在这方面均存在一些不足：1、现有菌种单罐体培养的方式，容积小的罐体扩培产量太低，容积大的罐体扩培时间太长，这些缺点严重影响了酵素菌种扩培的产量，也制约了相关产业的发展；2、现有罐体的搅拌方式使菌种与养分养料混合效果不佳，严重制约了菌种的扩培。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种酵素菌种三级连续扩培装置，以解决菌种扩培产量低的技术问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

设计一种酵素菌种三级连续扩培装置，包括：

一级培养罐、二级培养罐和三级培养罐，所述一级、二级、三级培养罐纵向依次设置并连通，且所述一级、二级、三级培养罐的容积依次增大；

培养基容器，所述培养基容器通过进料管和进料泵分别与所述一级、二级、三级培养罐连通；

智能控制系统，所述智能控制系统包括控制器以及与所述控制器电连接的检测模块、加热模块和冷却模块，所述检测模块用于检测所述一级、二级、三级培养罐内的物理信息并传输到所述控制器，所述控制器依据接收到的物理信息控制所述加热模块或冷却模块分别对所述一级、二级、三级培养罐进行加热或冷却。

优选的，所述培养罐包括罐体，所述罐体的顶部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴贯穿所述罐体后与罐体内的搅拌机构相连。

优选的，所述加热模块包括加热管道和第一电控阀，所述加热管道的一端贯穿所述罐体后与所述罐体内部连通，所述第一电控阀设置于所述加热管道上以控制所述加热管道的通断；所述冷却模块包括冷凝管道和第二电控阀，所述冷凝管道的一端从所述罐体的一侧穿入、另一侧穿出，所述第二电控阀设置于所述冷凝管道上以控制冷凝管道的通断；所述检测模块包括PH检测仪和温度传感器，所述温度传感器设置于所述罐体内并与所述控制器相连，所述PH检测仪设置于所述罐体的一侧。

优选的，所述罐体的底部设有菌种出口，所述罐体的顶部设有菌种进口，所述罐体的左上部设有培养基进口，所述罐体的右上部设有加热口，所述罐体的左下部、右下部分别设有冷却水进口和冷却水出口。

优选的，所述搅拌机构包括一搅拌轴，所述搅拌轴自下而上依次套设有搅拌叶片、搅拌臂和搅拌架，所述搅拌叶片固定安装于所述搅拌轴的底端、并向下弯曲以指向罐体底部，多个所述搅拌臂在竖直方向上以相同间隔固定于所述搅拌轴上，所述搅拌架呈Π型、且开口向下包围于所述搅拌臂外侧。

优选的，所述搅拌架内侧倾斜设有内导流板、外侧垂直设有外搅拌板，所述内倒流板设置于相邻两个搅拌臂之间。

优选的，所述一级培养罐与二级培养罐相连通的管道上设有第三电控阀A, 所述二级培养罐与三级培养罐相连通的管道上设有第三电控阀B,所述第三电控阀A和第三电控阀B分别与所述控制器电连接。

优选的，所述一级、二级、三级培养罐的容积分别为15L、500L、15T。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：

1、本实用新型采用三级连续扩培的方式，且一级、二级、三级培养罐的容积依次增大，这样能保证各个培养罐内的菌种数量与培养基的量维持在一个较为适合菌种培养的范围内；同时在搅拌机构的作用下，能使得菌种与养分养料充分混合，这样既不会因菌种过多，导致部分菌种培养失败，也不会因菌种过少，造成培养基的浪费。

2、本实用新型中的一级、二级、三级培养罐通过管道直接连通，这样在一级培养罐中培养后的菌种就能直接加入到二级培养罐，从而杜绝了接种过程中受到污染的可能。

3、本实用新型在搅拌架上设置的内导流板和外搅拌板起到将菌种分散的作用，以提高菌种与养分养料的接触面积，提高菌种的成活率；内倒流板设置于相邻两搅拌臂之间，可以缓和搅拌臂形成强力涡流的现象，同时减少泡沫的产生；搅拌叶片向罐体底部弯曲，可以避免养分养料沉积于罐体底部。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为罐体的结构示意图；

图3为本实用新型的控制原理图；

1为一级培养罐，2为二级培养罐，3为三级培养罐，4为培养基容器，10为罐体，11为菌种出口，12为菌种进口，13为培养基进口，14为加热口，15为冷却水进口，16为冷却水出口，20为驱动电机，30为搅拌机构，31为搅拌轴，32为搅拌叶片，33为搅拌臂，34为搅拌架，35为内导流板，36为外搅拌板，41为进料管，42为进料泵，61为加热管道，62为第一电控阀，71为冷凝管道，72为第二电控阀，81为PH检测仪，82为温度传感器，91为第三电控阀A，92为第三电控阀B。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。以下实施例中所涉及的单元模块零部件、结构、机构或传感器等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。

实施例：如图1-图3所示，一种酵素菌种三级连续扩培装置，包括：一级培养罐1、二级培养罐2、三级培养罐3、培养基容器4和智能控制系统；

在竖直方向上，一级培养罐1、二级培养罐2和三级培养罐3从上到下依次固定设置在脚手架上，一级培养罐1的菌种出口与二级培养罐2的菌种进口通过管道和第三电控阀A91连通，二级培养罐2的菌种出口与三级培养罐3的菌种进口通过管道和第三电控阀B92连通，且一级培养罐1、二级培养罐2和三级培养罐3的容积依次增大（本实施例中，一级培养罐1的容积为15L，二级培养罐2的容积为500L，三级培养罐3的容积为15T）。

一级培养罐1、二级培养罐2和三级培养罐3均包括一罐体10，罐体10的顶部固定安装有驱动电机20，驱动电机20的输出轴贯穿罐体10顶部后与罐体10内的搅拌机构30相连；搅拌机构30包括一搅拌轴31，搅拌轴31自下而上依次套设有搅拌叶片32、搅拌臂33和搅拌架34，搅拌叶片32固定安装于搅拌轴31的底端、并向下弯曲以指向罐体10底部，可避免养料养分沉积在罐体10底部；多个搅拌臂33在竖直方向上以相同间隔固定于搅拌轴31上，搅拌臂33远离搅拌轴31的端部为光滑圆头结构，这样能在高速搅拌时减少对菌种的伤害；搅拌架34呈Π型、且开口向下包围于搅拌臂33外侧；搅拌架34内侧倾斜设有内导流板35、外侧垂直设有外搅拌板36，内倒流板35设置于两组搅拌臂33之间，外搅拌板36上设有蜂窝状通孔，用于将菌种分散开，以提高菌种的成活率。

本实施例中，为例减少搅拌时对菌种的伤害，搅拌机构30为轴对称结构。

培养基容器4通过进料管41和进料泵42分别与一级培养罐1、二级培养罐2和三级培养罐3的培养基进口13连通，用以向一级培养罐1、二级培养罐2和三级培养罐3内加入菌种扩培所需的培养基。

罐体10的底部设有菌种出口11，罐体10的顶部设有菌种进口12，罐体10的左上部设有培养基进口13，罐体10的右上部设有加热口14，罐体10的左下部、右下部分别设有冷却水进口15和冷却水出口16。冷却水进口15和冷却水出口16通过冷却水管道连接，冷却管道设置于罐体10的底部，冷却管道的形状与罐体底部贴合一致。

智能控制系统包括控制器以及与控制器电连接的检测模块、加热模块和冷却模块，加热模块包括加热管道61和第一电控阀62，加热管道61的一端与罐体10上的加热口14连通，第一电控阀62设置于加热管道61上以控制加热管道61内蒸汽的流动；冷却模块包括冷凝管道71和第二电控阀72，冷凝管道71的一端从罐体10上的冷却水进口15穿入，并从冷却水出口16穿出，第二电控阀72设置于冷凝管道71上以控制冷凝管道71内冷却水的流动；检测模块包括PH检测仪81和温度传感器82，温度传感器82设置于罐体10内并与控制器相连用以检测罐体10内的温度信息并传输到控制器，PH检测仪81设置于罐体10的一侧用于检测罐内的酸碱度，控制器依据接收到的温度信息控制加热模块或冷却模块分别对一级培养罐1、二级培养罐2和三级培养罐3进行加热或冷却。

本实施例中，为了满足菌种培养对温度的要求，罐体10上设有保温夹套。

本实施例中，控制器还电连接有计时器，用于对灭菌时间、保温时间、搅拌时间进行计时。

上述酵素菌种三级连续扩培装置的操作使用方法如下：

打开进料泵42，向一级培养罐1中加入实验室配制好的培养基，同时打开第一电控阀62，使用蒸汽将罐内温度加热至121℃，并恒温保持20分钟灭菌，灭菌后打开第二电控阀72，使用冷却水以及电机搅拌将罐内降温至30℃；再无菌操作加入实验室培养好的菌种并保持恒温30℃连续搅拌培养48小时，培养过程中控制PH值（PH值在3.3-3.6之间）以及确定培养的菌数是否达标，当PH及菌数达标时，打开第三电控阀A91将菌种排入二级培养罐中进行二级扩培，当二级培养罐中的PH及菌数达标时，打开第三电控阀B92将菌种排入三级培养罐中进行三级扩培，二级扩培、三级扩培的条件和工艺与一级扩培一样。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种酵素菌种三级连续扩培装置，其特征在于，包括：

一级培养罐、二级培养罐和三级培养罐，所述一级、二级、三级培养罐纵向依次设置并连通，且所述一级、二级、三级培养罐的容积依次增大；

培养基容器，所述培养基容器通过进料管和进料泵分别与所述一级、二级、三级培养罐连通；

智能控制系统，所述智能控制系统包括控制器以及与所述控制器电连接的检测模块、加热模块和冷却模块，所述检测模块用于检测所述一级、二级、三级培养罐内的物理信息并传输到所述控制器，所述控制器依据接收到的物理信息控制所述加热模块或冷却模块分别对所述一级、二级、三级培养罐进行加热或冷却。

2.根据权利要求1所述的酵素菌种三级连续扩培装置，其特征在于：所述培养罐包括罐体，所述罐体的顶部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴贯穿所述罐体后与罐体内的搅拌机构相连。

3.根据权利要求2所述的酵素菌种三级连续扩培装置，其特征在于：所述加热模块包括加热管道和第一电控阀，所述加热管道的一端贯穿所述罐体后与所述罐体内部连通，所述第一电控阀设置于所述加热管道上以控制所述加热管道的通断；所述冷却模块包括冷凝管道和第二电控阀，所述冷凝管道的一端从所述罐体的一侧穿入、另一侧穿出，所述第二电控阀设置于所述冷凝管道上以控制冷凝管道的通断；所述检测模块包括PH检测仪和温度传感器，所述温度传感器设置于所述罐体内并与所述控制器相连，所述PH检测仪设置于所述罐体的一侧。

4.根据权利要求3所述的酵素菌种三级连续扩培装置，其特征在于：所述罐体的底部设有菌种出口，所述罐体的顶部设有菌种进口，所述罐体的左上部设有培养基进口，所述罐体的右上部设有加热口，所述罐体的左下部、右下部分别设有冷却水进口和冷却水出口。

5.根据权利要求2所述的酵素菌种三级连续扩培装置，其特征在于：所述搅拌机构包括一搅拌轴，所述搅拌轴自下而上依次套设有搅拌叶片、搅拌臂和搅拌架，所述搅拌叶片固定安装于所述搅拌轴的底端、并向下弯曲以指向罐体底部，多个所述搅拌臂在竖直方向上以相同间隔固定于所述搅拌轴上，所述搅拌架呈Π型、且开口向下包围于所述搅拌臂外侧。

6.根据权利要求5所述的酵素菌种三级连续扩培装置，其特征在于：所述搅拌架内侧倾斜设有内导流板、外侧垂直设有外搅拌板，所述内导流板设置于相邻两个搅拌臂之间。

7.根据权利要求1所述的酵素菌种三级连续扩培装置，其特征在于：所述一级培养罐与二级培养罐相连通的管道上设有第三电控阀A, 所述二级培养罐与三级培养罐相连通的管道上设有第三电控阀B,所述第三电控阀A和第三电控阀B分别与所述控制器电连接。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的酵素菌种三级连续扩培装置，其特征在于：所述一级、二级、三级培养罐的容积分别为15 L、500L、15T。