CN214458012U - 一种富集益生菌的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种富集益生菌的装置，属于微生物培养技术领域。本实用新型所述富集益生菌的装置包括发酵罐，发酵罐上接有培养液添加系统和发酵液流出系统；发酵罐包括顶盖和罐体，顶盖上设有进料口和接种口，罐体侧壁上设有取样口，罐体底部设有废液出口，罐体内设有挡板；培养液添加系统包括进液管，进液管上设有第一蠕动泵，进液管与罐体接通；发酵液流出系统包括排液管，排液管上设有第二蠕动泵，排液管与废液出口接通。其中，进料口外接有蔬菜不溶性膳食纤维载体的储料仓。所述富集益生菌的装置的结构简单合理，可控性好，实用性强，运行成本低，易于推广应用。

Description

一种富集益生菌的装置

技术领域

本实用新型属于微生物培养技术领域，涉及一种富集益生菌的装置。

背景技术

益生菌已在食品、发酵、医药等工业领域得到了广泛的应用，益生菌活菌数是评价益生菌产品质量优劣的重要指标。如何提高益生菌活菌数是益生菌产业需要解决的技术难题之一。目前，浓集微生物的方法主要有有物理法、化学法和生物法等。物理法有过滤法、离心法和透析法等。虽然菌浓高，但设备要求高，操作程序复杂，成本高。化学法主要有高渗透压法、化学中合法、缓冲盐法等，生物法目前常见的主要有微胶囊包埋技术、补料分批培养、萃取发酵等，但化学法和生物法往往菌浓受限，一般10⁸～10¹⁰CFU/mL。因此，在实际生产中存在益生菌活菌数低等技术难题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种能够富集益生菌的装置，解决实际生产中益生菌活菌数低、菌体活力弱的难题。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型公开了一种富集益生菌的装置，包括发酵罐，发酵罐上接有培养液添加系统和发酵液流出系统；

发酵罐包括顶盖和罐体，顶盖上设有进料口和接种口，罐体侧壁上设有取样口，罐体底部设有废液出口，罐体内设有挡板；培养液添加系统包括进液管，进液管上设有第一蠕动泵，进液管与罐体接通；发酵液流出系统包括排液管，排液管上设有第二蠕动泵，排液管与废液出口接通。

优选地，进料口外接有存储载体的储料仓。

优选地，第一蠕动泵与罐体之间的进液管段上设有第二阀门，第二蠕动泵与废液出口之间的排液管段上设有第三阀门。

优选地，罐体侧壁上的取样口包括上层取样口、中层取样口和下层取样口。

优选地，挡板设有孔隙结构。

优选地，进液管外接有营养液暂存瓶，进液管与营养液暂存瓶的连接段上设有第一阀门。

优选地，排液管外接有废液槽，排液管与废液槽的连接段上设有第四阀门。

优选地，顶盖通过上部锁扣与罐体连接。

优选地，挡板通过下部锁扣与罐体连接。

优选地，罐体底部设有支架。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种富集益生菌的装置，通过培养液添加系统和发酵液流出系统可以不断提供罐体中益生菌生长所需的良好营养；罐体的进料口能够加入的具有吸附能力的载体在流动循环培养过程中，可以不断吸附固定益生菌，并使其在载体上成膜；同时培养液中未吸附的游离益生菌可被载体阻截，从而最大限度的浓集了益生菌。因此，通过所述富集益生菌的装置，将培养液的流动循环和载体的吸附作用和过滤作用相结合，可以使得益生菌不断获得充足的营养得以生长繁殖，并在载体上吸附成膜，未吸附的游离益生菌被载体阻截，从而可最大限度的浓集益生菌。所述富集益生菌的装置的结构简单合理，可控性好，实用性强，运行成本低，易于推广应用。

进一步地，通过在进料口外接有载体的储料仓，利用载体对益生菌的强有力的吸附作用，并能在其表面不断富集，形成益生菌生物膜，从而达到浓集益生菌的作用，进而可制备高菌浓的益生菌，利用此高菌浓的益生菌可以进一步开发各种益生菌产品。

进一步地，通过在进液管段上设置第二阀门以及排液管段上设置第三阀门，能够有效控制罐体内的液体发酵和流动状态，提高装置对益生菌发酵状况的可控性。

进一步地，通过设置上层取样口、中层取样口和下层取样口，能够在发酵过程中对益生菌菌体浓度、pH、酸度等技术指标进行实时监测，以及益生菌在载体上菌膜的形成过程都能够有很好的把控。

进一步地，通过在挡板上设置孔隙结构，培养过程中载体位于挡板上方，发酵液通过挡板上的孔隙流出，能够很好的避免排出废液的时候载体随着废液流出，尽可能使得原料利用率最大化。

进一步地，通过把挡板设置在下部锁扣与罐体连接处，作为可拆卸的部分，能够很好的提高发酵产物的收获效率，而且也方便装置的清洗。

进一步地，通过在废液出口与废液槽之间设置第二蠕动泵，能够在发酵后期益生菌不断在载体上聚集成膜后堆积在罐体底部的情况下，使得废液能够与进液管以相同的流速流出，很好的提高营养液的更换效率，有效保证罐内营养液体积保持稳定不变。

附图说明

图1为本实用新型专利所述的富集益生菌的装置的结构示意图。

其中：1-营养液暂存瓶；2-进液管；3-第一阀门；4-第一蠕动泵；5-第二阀门；6-上部锁扣；7-进料口；8-接种口；9-罐体；10-挡板；11-下部锁扣；12-支架，13-废液出口；14-第三阀门；15-上层取样口；16-中层取样口；17-下层取样口；18-第二蠕动泵；19-第四阀门；20-废液槽；21-排液管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型发明专利进行详细说明。

本实用新型公开的一种富集益生菌的装置主要包括发酵罐、培养液添加系统、发酵液流出系统等部分；其中，发酵罐包括顶盖和罐体9，顶盖上设有进料口7和接种口8，进料口7外接有蔬菜不溶性膳食纤维载体的储料仓，罐体9侧壁上设有上层取样口15、中层取样口16和下层取样口17，罐体9底部设有废液出口13，罐体9内设有挡板10，挡板10通过下部锁扣11与罐体9连接，挡板10设有孔径为100～120目的孔隙结构，罐体9底部外侧设有支架12。

其中，培养液添加系统包括进液管2，进液管2外接有营养液暂存瓶1，进液管2与营养液暂存瓶1的连接段上设有第一阀门3，进液管2上设有第一蠕动泵4，进液管2与罐体9接通，第一蠕动泵4与罐体9之间的进液管2段上设有第二阀门5。

其中，发酵液流出系统包括排液管21，排液管21外接有废液槽20，排液管21与废液槽20的连接段上设有第四阀门14，排液管21上设有第二蠕动泵18，排液管21与废液出口13接通，第二蠕动泵18与废液出口13之间的排液管21段上设有第三阀门14。

本实用新型所述富集益生菌的装置，通过培养液添加系统和发酵液流出系统可以不断提供罐体9中益生菌生长所需的良好营养；罐体9中加入的载体在流动循环培养过程中，可以不断吸附固定益生菌，并使其在载体上成膜；同时培养液中未吸附的游离益生菌可被载体阻截，从而最大限度的浓集了益生菌。

本实用新型所述富集益生菌的装置的工作原理如下：

将装置按照图1所示安装好后，进行如下操作：

步骤一：预培养。通过罐体9的进料口7加入载体和培养液，通过罐体9的接种口8加入益生菌菌种，于恒温下培养。培养过程中载体在挡板10的上方，发酵液可通过挡板10上的孔隙流出。通过静止状态的预培养，可以使益生菌在载体上先附着一定量，为循环流动培养过程中益生菌在载体上生长繁殖及菌膜的形成创造条件。待菌浓达到稳定时，进行下一步；

步骤二：循环流动培养。待菌浓达到稳定时，依次打开第一阀门3、第二阀门5、第三阀门14、第四阀门19，将第一蠕动泵4和第二蠕动泵18调至等速后，同时打开第一蠕动泵4和第二蠕动泵18，使得营养液暂存瓶1的新鲜营养液匀速流入罐体9内，罐体9内原有营养液通过底部排出到废液槽20中，两个蠕动泵流速相同，罐内营养液体积保持稳定不变。恒温下培养。培养过程中每间隔一段时间可以通过罐体9侧面的上层取样口15、中层取样口16、下层取样口17分别对罐体9内菌体浓度及载体上菌体成膜情况进行检测。通过循环流动培养，益生菌快速得以生长繁殖，并不断吸附固定于载体之中，载体还可将未吸附而游离于培养液中的益生菌阻截于载体之中，从而可最大限度的浓集益生菌。当培养至菌浓达到最高时，进行下一步；

步骤三：收获。恒温下培养至菌浓达到最高时，关掉第一蠕动泵4以及第二阀门5，将罐体9内的液体流尽后关掉第三阀门14和第二蠕动泵18，拧开下部锁扣11，抽去挡板10，拧开废液出口13上设置的旋钮，吸附有益生菌的载体可从废液出口13中取出，即可获得富含益生菌的高菌浓菌液。进而可以以此加工不同的益生菌产品。

综上所述，本实用新型所述富集益生菌的装置的基本原理是首先在罐体9内加入可吸附益生菌的载体，然后将益生菌菌种和培养液加入罐体9中，通过不断循环添加新鲜培养液，同时流出发酵液的循环过程，使益生菌在载体上得以吸附和浓集，在此循环过程中载体还可以形成较厚的滤层，此滤层可将在循环过程中未吸附的游离益生菌阻截，使益生菌得到进一步浓集，循环一定时间后，菌浓和菌活可达到最高，即可停止循环培养，进行收获。

具体地，在本实用新型的上述具体实施例中，以蔬菜不溶性膳食纤维作为载体，通过所述富集益生菌的装置可获得10¹⁴CFU/g的高活性益生菌菌液。因此，本实用新型所述富集益生菌的装置结构简捷设计合理，操作简便，可控性好，实用性强，运行成本低，易于推广应用。

此外，本实用新型的装置利用生物膜富集微生物的原理设计，达到富集益生菌的目的。本实用新型公开的装置的优点在于利用生物膜形成原理，克服了目前现有技术获得高菌浓益生菌的装置，可以在此装置内填充各种载体，通过添加欲富集的菌的营养物，通过多代循环培养，可以使益生菌在载体上高浓度富集，形成益生菌复合生物膜，达到对益生菌的浓集，从而可制备出不同类型的高菌浓的多菌群益生菌产品。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种富集益生菌的装置，其特征在于，包括发酵罐，发酵罐上接有培养液添加系统和发酵液流出系统；

发酵罐包括顶盖和罐体(9)，顶盖上设有进料口(7)和接种口(8)，罐体(9)侧壁上设有取样口，罐体(9)底部设有废液出口(13)，罐体(9)内设有挡板(10)；培养液添加系统包括进液管(2)，进液管(2)上设有第一蠕动泵(4)，进液管(2)与罐体(9)接通；发酵液流出系统包括排液管(21)，排液管(21)上设有第二蠕动泵(18)，排液管(21)与废液出口(13)接通。

2.根据权利要求1所述的一种富集益生菌的装置，其特征在于，进料口(7)外接有存储载体的储料仓。

3.根据权利要求1所述的一种富集益生菌的装置，其特征在于，第一蠕动泵(4)与罐体(9)之间的进液管(2)段上设有第二阀门(5)，第二蠕动泵(18)与废液出口(13)之间的排液管(21)段上设有第三阀门(14)。

4.根据权利要求1所述的一种富集益生菌的装置，其特征在于，罐体(9)侧壁上的取样口包括上层取样口(15)、中层取样口(16)和下层取样口(17)。

5.根据权利要求1所述的一种富集益生菌的装置，其特征在于，挡板(10)设有孔隙结构。

6.根据权利要求1所述的一种富集益生菌的装置，其特征在于，进液管(2)外接有营养液暂存瓶(1)，进液管(2)与营养液暂存瓶(1)的连接段上设有第一阀门(3)。

7.根据权利要求1所述的一种富集益生菌的装置，其特征在于，排液管(21)外接有废液槽(20)，排液管(21)与废液槽(20)的连接段上设有第四阀门(19)。

8.根据权利要求1所述的一种富集益生菌的装置，其特征在于，顶盖通过上部锁扣(6)与罐体(9)连接。

9.根据权利要求1所述的一种富集益生菌的装置，其特征在于，挡板(10) 通过下部锁扣(11)与罐体(9)连接。

10.根据权利要求1所述的一种富集益生菌的装置，其特征在于，罐体(9)底部设有支架(12)。

Images