CN221117444U - 一种冬虫夏草菌丝体培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及冬虫夏草培养领域，具体涉及一种冬虫夏草菌丝体培养装置，包括箱体，箱体内部设有横向的载体膜，载体膜将箱体分为上腔室和下腔室，还包括位于下腔室中的传感器件和位于箱体外侧的显示屏，显示屏对传感器件检测的结果进行显示。本方案实现菌丝体的数字化培养，解决了在培养过程中凭肉眼和主观经验来判断冬虫夏草菌菌丝体生长状态的难题。

Description

一种冬虫夏草菌丝体培养装置

技术领域

本实用新型涉及冬虫夏草培养领域，具体涉及一种冬虫夏草菌丝体培养装置。

背景技术

冬虫夏草菌分生孢子培养分为固态培养基培养和液体营养基质培养两种方式。其中液体营养基质培养是在双相膜式反应器上进行，双相膜式反应器包括箱体，箱体内设有横向的载体膜，载体膜为半透膜，实际应用时，箱体作为反应容器，用于盛装液态的营养基质，载体膜用于进行液态营养基质的分界，载体膜上表面为固相，供菌丝体生长和分生孢子形成，载体膜下面接触液态营养基质，载体膜作为液态营养基质的界面膜，营养可从营养液通过半透膜转移到上表面，为菌体生长提供养分。

但是，现目前的双相膜式反应器智能化程度较低，无法实现菌丝体生长过程中的实时监测，菌丝体的生长过程主要凭借操作人员的感观和经验来判断，通过观察菌丝体的生长情况来判断是否培养到位，这样就会出现从载体膜上取出菌丝体时菌丝体生长不到位或太过，这均不利于菌丝体的精准培养。

同时，现目前的双相膜式反应器在菌体生成过程无法实现营养物质pH值的检测，无法对代谢产物、杂菌进行检测等，不能快速判断营养基质是否符合培养的要求，当营养基质出现异常时，不能及时发现，从而不利于菌丝体及分生孢子的诱导培养。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种冬虫夏草菌丝体培养装置，以实现菌丝体的精准培养，解决在培养过程中只是需要人工观察和凭借经验来判断菌丝体生长情况的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种冬虫夏草菌丝体培养装置，包括箱体，箱体内部设有横向的载体膜，载体膜将箱体分为上腔室和下腔室，还包括位于下腔室中的传感器件和位于箱体外侧的显示屏，显示屏对传感器件检测的结果进行显示。

本方案的原理及优点是：本方案在对冬虫夏草菌丝体培养过程中，载体膜上表面为固相，供菌丝体生长和分生孢子形成，载体膜下面接触液态营养基质，也就是营养基质位于下腔室中，载体膜作为液态营养基质的界面膜，营养可从营养液通过半透膜转移到上表面供菌丝体使用，当营养液内的营养物质越来越少时，通过在下腔室中设置传感器件，传感器件对下腔室中营养液中的一些成分含量进行检测，显示屏将传感器件检测的结果显示出来，这样操作人员可通过显示屏的显示，从而知道营养液中的营养成分使用、杂菌污染、pH值等情况，操作人员根据显示的参数，可对营养液进行及时、适当的调整和判断菌丝体的生长情况，操作人员在菌丝体培养过程中并不只是通过观察和经验判断方式来判断菌丝体生长情况，而结合传感器件检测的参数来进行综合判断和调整，可使得菌丝体培养的更加精准。

优选的，作为一种改进，传感器件包括还原糖检测传感器、铵态氮检测传感器、杂菌检测传感器和pH值检测传感器中的一个或者多个。由此，传感器件可以为多个不同种类的传感器，从而对营养液内的不同的对象进行检测。还原糖检测传感器用于检测还原糖的消耗情况，铵态氮检测传感器用于检测铵态氮的消耗情况，杂菌检测传感器用于检测营养液中的杂菌情况，pH值检测传感器用于检测营养液的pH值。这样操作人员可通过相应传感器件的检测，从而知道营养液中营养物质消耗情况、杂菌污染情况或pH值情况。

优选的，作为一种改进，传感器件位于下腔室内壁上。由此，传感器件可直接安装于下腔室的内壁上。采用此设置方式，下腔室内的传感器件安装设置结构较为简单，无需借助支架。

优选的，作为一种改进，下腔室内部设有支架，传感器件的数量为多个并分别排布于支架上。若只是将传感器安装于下腔室内壁上，传感器件只能对下腔室内壁处周围的营养液进行检测。而本方案在下腔室内设有支架，通过将传感器件安装于支架上，这样传感器件并不只是贴附在下腔室内壁上，传感器件设置在支架上，从而使传感器件能够在下腔室远离内壁的内部部位进行检测，实现对营养液的多点位检测，检测结果较为准确。

优选的，作为一种改进，箱体的底部连接有座体，座体和箱体底部之间设有空间，箱体的底部转动连接有转轴，转轴的顶端位于下腔室内并与支架固定连接，转轴的底端转动连接在座体上。

由此，座体对转轴进行支撑。通过对转轴进行转动，转轴带动支架转动，支架带动传感器件在下腔室内发生移动，从而对营养液的不同部位进行检测，相比传感器件的固定点位检测，检测结果更为精准。另外，支架在下腔室中转动，还能够对营养液进行搅拌，使得营养液内的营养成分、物质等分布均匀分散，避免营养液内的玉米粉等成分出现沉淀的情况而距离载体膜较远的情况，利于载体膜上菌丝体能够吸收营养物质，使菌丝体较好的生长，营养液内的相关物质分散均匀后也有利于提高检测的精准度。当然，对于转轴的转动可以是人工进行转动，也可是电机进行驱动。

优选的，作为一种改进，转轴上同轴固定连接有从动齿轮，从动齿轮上啮合有主动齿轮，主动齿轮转动连接在箱体底部和座体之间。由此，通过使主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动转轴转动，从而实现了转轴的转动驱动。当然，主动齿轮的转动可以是人工进行转动，也可是电机进行驱动。

优选的，作为一种改进，箱体的底部设有轴孔，转轴从轴孔中穿过，轴孔内壁和转轴之间设有密封件。密封件用于对轴孔和转轴之间的间隙进行密封，避免营养液从轴孔和转轴之间的间隙流出。

优选的，作为一种改进，转轴上固定连接有支撑座，支撑座上安装有信号发送器以及电源，电源用于给信号发送器和传感器件供电，显示屏电连接有信号接收器，信号发送器和信号接收器无线传送信号，信号发送器和传感器件电连接。

由此，支撑座为信号发送器和电源的安装载体。传感器件将检测结果传递给信号发送器，信号发送器再通过无线传送的方式传递给信号接收器，信号接收器接收信号通过显示屏显示出来。之所以采用无线传送的方式，可避免通过导线直接连接传感器件和显示屏而影响传感器的移动。

优选的，作为一种改进，箱体包括上箱体和下箱体，下箱体的顶部设有竖向的立柱，上箱体底部设有用于与立柱配合的插孔。由此，通过上箱体盖合在下箱体上，从而实现了箱体的盖合，通过将上箱体从下箱体上取下，从而实现了箱体打开。上箱体盖合在下箱体上，立柱插在插孔中，通过立柱插在插孔中实现了上箱体和下箱体的横向限位，上箱体和下箱体不易横向错位。

优选的，作为一种改进，载体膜端部上设有通孔，立柱插在通孔中。通过将载体膜的通孔套在立柱上，从而实现了载体膜的限位，载体膜不会向中间收叠，下箱体对载体膜的端部进行支撑，载体膜在箱体中不会塌陷。

附图说明

图1为实施例1中一种冬虫夏草菌丝体培养装置的结构示意图。

图2为图1中A的放大图。

图3为实施例2中一种冬虫夏草菌丝体培养装置的结构示意图。

图4为实施例3中一种冬虫夏草菌丝体培养装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：上箱体1、接种管2、进料管3、出料管4、阀门5、显示屏6、载体膜7、传感器件8、营养基质9、支架10、立柱11、支撑轴12、主动齿轮13、转轴14、操作槽15、电源16、信号发送器17、从动齿轮18、密封件19、下箱体20、座体21、支撑座22。

实施例1

基本如附图1-图2所示：一种冬虫夏草菌丝体培养装置，包括箱体，箱体分为上箱体1和下箱体20，上箱体1的底部设有开口，下箱体20的顶部设有开口，上箱体1盖合在下箱体20上。结合图2所示，下箱体20顶部上设有膜槽，膜槽的内壁上一体固定有竖向的立柱11，上箱体1的底部上设有插孔，将上箱体1盖合在下箱体20上后，立柱11插在上箱体1的插孔中，从而实现了上箱体1和下箱体20的横向限位。

结合图1所示，箱体内部设有横向的载体膜7，载体膜7为半透膜，半透膜具体为玻璃纸，载体膜7放置在箱体内部时，结合图2所示，载体膜7的端部设有竖向的通孔，安装载体膜7时，将载体膜7的端部置于膜槽中，立柱11插在通孔中，立柱11对载体膜7进行限位支撑，载体膜7不会向中间收缩，这样载体膜7上表面生长菌丝体时不会塌陷。

载体膜7安装好之后，将上箱体1盖在下箱体20上，载体膜7被夹在上箱体1和下箱体20之间，使得载体膜7位于上箱体1和下箱体20之间更为稳定。载体膜7位于箱体中将箱体分为上腔室和下腔室。下腔室中用于盛装已灭菌处理的液体营养基质9，液态营养基质9可以为不加琼脂的发酵液。载体膜7用于进行液态营养基质9的分界，载体膜7上表面为固相，供菌丝体生长和分生孢子形成，载体膜7下面接触液态营养基质9，营养可从营养液通过载体膜7转移到上表面，为菌体生长提供养分。结合图1所示，本实施例中的下箱体20的侧面上设有进料管3和出料管4，进料管3倾斜设置，用于向下腔室中加入和补充营养液，出料管4连通于下腔室的底部处，用于将下腔室中的营养液排出。出料管4上安装有阀门5，通过控制阀门5，实现出料管4的打开和关闭，为了便于阀门的灭菌清洁，本实施例阀门优选在生物工程领域得到广泛应用的隔膜阀，因为隔膜阀本身具有自身排净的能力，并且其结构简单，仅有阀体和隔膜与物流接触，其它部分全部隔离，便于后续进行灭菌处理。另外，上箱体1的顶部上连接有接种管2，从而能够通过接种管2将菌种接种于载体膜7上。接种管2的顶部和进料管3的顶部可盖有(卡接或者螺纹连接等)盖子，从而对接种管2顶部和进料管3顶部进行盖合。

本冬虫夏草菌丝体培养装置还包括位于下腔室中的传感器件8和位于箱体外侧的显示屏6，显示屏6安装在下箱体20的外壁上，安装方式通过螺钉固定的方式进行安装。本实施例中的传感器件8位于下箱体20的内壁上，安装方式为：下箱体20内壁上设有插槽，传感器件8外壁上设有插扣，插扣插在插槽中，当然也可采用其他方式进行固定，例如粘接或者通过螺钉固定方式。传感器件8包括还原糖检测传感器、铵态氮检测传感器、杂菌检测传感器和pH值检测传感器中的一个或者多个。本实施例中，均设有这四类传感器。还原糖检测传感器用于检测还原糖的消耗情况，例如基于生物氧化酶膜电化学传感器，铵态氮检测传感器用于检测铵态氮的消耗情况，例如氨氮传感器，杂菌检测传感器用于检测营养液中的杂菌情况，例如光电比色传感器或者生物传感器等，pH值检测传感器用于检测营养液的pH值，例如pH传感器。每种传感器件8的数量可以为一个或者多个。

显示屏6上通过导线电连接有单片机（例如Arduino UNO板、STM32），单片机再通过导线和各个传感器件8电连接，传感器件8连出的导线从下箱体20侧壁上穿过。箱体外侧设有用于给显示屏6、单片机以及传感器件8供电的电池。这样传感器件8对营养液进行检测，检测结果传递给单片机，单片机做出处理，将信号传递给显示屏6，显示屏6对检测结果进行显示。

具体实施过程如下：本实施例使用时，液态培养料从进料管3倒入至下腔室中，起始pH6.5-7，按接种量10-30％将冬虫夏草菌种接于载体膜7上。然后在培养温度14-16℃，避光培养30-50天，待菌丝体基本长满整个载体膜7后，转入光照培养阶段，每天光照-黑暗交替进行，光照培养12h/天。

在培养过程中，现有技术通常通过对菌丝体进行观察和经验来判断菌丝体生长情况，这种判断方式具有一定的误差。而通过本方案，通过还原糖检测传感器对还原糖含量进行检测，通过铵态氮检测传感器对还铵态氮的含量进行检测，从而能够清楚的知道还原糖和铵态氮含量的变化情况，当还原糖和铵态氮低于一定程度时，说明营养液的主要成分已经被菌丝体消耗，菌丝体的生长达到一定程度，菌丝体可终止培养，例如培养至培养液中还原糖含量低于1.5％、铵态氮低于220ug/ml时，即可终止培养，此时在无菌操作室内将载体膜7取出，将散落的分生孢子刮取至无菌瓶内保存，用于后续蝙蝠蛾接种体的制备。

当然，在培养过程中，通过杂菌传感器和pH值检测传感器分别对杂菌和pH值进行检测，当杂菌过多时，通过显示屏6能够及时发现，需要对营养液进行灭菌处理（如加入灭菌剂），避免杂菌对营养液内营养成分的消耗，当pH值不符合要求时，通过显示屏6能够及时发现，需要对pH值进行调整（例如加入相应的酸或者碱），使得营养液处于较佳的范围内，保证菌丝体的正常生长。

综上，通过本实施例，可通过显示屏6显示的参数，及时做出相应的调整和操作，实现菌丝体的精准化培养，解决在培养过程中只是需要人工观察和凭借经验来判断菌丝体生长情况的问题。

实施例2

结合图3所示，本实施例中下腔室内部设有支架10，支架10横向的位于下腔室内部，支架10的端部卡在或者通过螺钉固定在下腔室内壁上。传感器件8的数量为多个并分别排布于支架10顶部上。传感器件8和支架10的固定方式可以为卡接、粘接或者通过螺钉固定等。传感器件8和显示屏6之间的连接导线布置于支架10中。

实施例1中若只是将传感器安装于下腔室内壁上，传感器件8只能对下腔室内壁处的营养液进行检测。而本实施例在下腔室内设有支架10，通过将传感器件8安装于支架10上，这样传感器件8并不只是贴附在下腔室内壁上，传感器件8还可设置在支架10上，从而使传感器件8能够在下腔室远离其内壁的内部部位进行检测，实现对营养液的多点位检测，检测结果较为准确。

实施例3

结合图4所示，本实施例中下箱体20的底部卡接连接（或者粘接固定）有座体21，座体21的内部设有腔室，座体21和箱体底部之间设有空间(既腔室)，箱体的底部转动连接有竖向的转轴14，转轴14的顶端位于下腔室内并与支架10通过螺钉固定连接，支架10为叶片状，叶片的数量为三个。转轴14的底端位于座体21上，并转动连接在座体21上，转动方式可以通过轴承转动连接。转轴14上同轴通过键同轴固定连接有从动齿轮18，从动齿轮18上啮合有主动齿轮13，主动齿轮13上通过键同轴固定有支撑轴12，支撑轴12的两端分别通过轴承转动连接在下箱体20的底部和座体21的底部上。下箱体20的底部设有轴孔，转轴14从轴孔中穿过，轴孔内壁和转轴14之间设有密封件19，密封件19为橡胶环，橡胶环的内壁和转轴14的外壁之间涂有润滑油，通过密封件19，可避免或者减少液体从下腔室中流出。座体21的右侧面上设有缺口，主动齿轮13通过缺口露出。

转轴14上通过螺钉固定连接有支撑座22，支撑座22位于腔室中，支撑座22上安装有信号发送器17以及电源16，电源16用于给信号发送器17和传感器件8供电，显示屏6电连接有信号接收器，信号发送器17和信号接收器无线传送信号，具体的可通过蓝牙方式进行无线连接。本实施例中传感器件8的导线设置于支架10内部、转轴14内部、支撑座22内部而分别与电源16和信号发送器17电连接。

支撑座22的底部设有操作槽15，通过操作槽15，便于对支撑座22上的电源16进行更换或者充电。

由此，当需要传感器件8对营养液进行检测时，手动拨动主动齿轮13转动，主动齿轮13带动从动齿轮18转动，从动齿轮18带动转轴14转动，从而实现了转轴14的转动驱动。转轴14转动带动支架10转动，支架10带动传感器件8在下腔室内发生移动，从而对营养液的不同部位进行检测，相比传感器件8的固定点位检测，检测结果更为精准。另外，支架10在下腔室中转动，还能够对营养液进行搅拌，具有搅拌作用，避免了营养液中的玉米粉等物质沉淀而距离载体膜较远而影响菌丝体正常吸收营养，使得营养液的成分分布均匀分散，载体膜7上的菌丝体能够较好的吸收营养物质，使菌丝体较好生长。另外，搅拌之后，营养液内的成分分布更加均匀，使得检测的结果也更加精准。

本实施例中是人工对主动齿轮13进行拨动，从而实现了主动齿轮13的转动。当然，在其他实施方式中，也可在腔室中安装电机，采用电机对主动齿轮13进行驱动，这样无需人工拨动主动齿轮13转动。

本实施例由于采用无线传送的方式传递信号，可避免通过采用导线连接的方式将显示屏6和传感器件8进行连接而造成支架10转动时导线发生缠绕的情况。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种冬虫夏草菌丝体培养装置，包括箱体，所述箱体内部设有横向的载体膜，所述载体膜将箱体分为上腔室和下腔室，其特征在于：还包括位于下腔室中的传感器件和位于箱体外侧的显示屏，所述显示屏对传感器件检测的结果进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草菌丝体培养装置，其特征在于：所述传感器件包括还原糖检测传感器、铵态氮检测传感器、杂菌检测传感器和pH值检测传感器中的一个或者多个。

3.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草菌丝体培养装置，其特征在于：所述传感器件位于下腔室内壁上。

4.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草菌丝体培养装置，其特征在于：所述下腔室内部设有支架，所述传感器件的数量为多个并分别排布于支架上。

5.根据权利要求4所述的一种冬虫夏草菌丝体培养装置，其特征在于：所述箱体的底部连接有座体，座体和箱体底部之间设有空间，所述箱体的底部转动连接有转轴，转轴的顶端位于下腔室内并与支架固定连接，转轴的底端转动连接在座体上。

6.根据权利要求5所述的一种冬虫夏草菌丝体培养装置，其特征在于：所述转轴上同轴固定连接有从动齿轮，从动齿轮上啮合有主动齿轮，主动齿轮转动连接在箱体底部和座体之间。

7.根据权利要求5所述的一种冬虫夏草菌丝体培养装置，其特征在于：所述箱体的底部设有轴孔，转轴从轴孔中穿过，轴孔内壁和转轴之间设有密封件。

8.根据权利要求5所述的一种冬虫夏草菌丝体培养装置，其特征在于：所述转轴上固定连接有支撑座，支撑座上安装有信号发送器以及电源，电源用于给信号发送器和传感器件供电，所述显示屏电连接有信号接收器，信号发送器和信号接收器无线传送信号，信号发送器和传感器件电连接。

9.根据权利要求1所述的一种冬虫夏草菌丝体培养装置，其特征在于：所述箱体包括上箱体和下箱体，所述下箱体的顶部设有竖向的立柱，上箱体底部设有用于与立柱配合的插孔。

10.根据权利要求9所述的一种冬虫夏草菌丝体培养装置，其特征在于：所述载体膜端部上设有通孔，所述立柱插在通孔中。