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一种可自动灌注培养液的发酵设备的制作方法

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1.本技术涉及发酵设备的领域,尤其是涉及一种可自动灌注培养液的发酵设备。


背景技术:

2.微生物经常使用发酵设备进行培养,通过给菌体提供一定的营养液以及合适的生存环境,使菌体在发酵设备中快速生长,并迅速扩繁。
3.目前最常使用的发酵设备包括发酵罐、取样器和无菌氧气罐,发酵罐呈圆形筒状,且内部中空,发酵罐的顶端盖设有密封盖,且底端呈封口状,发酵罐的底部设置有取菌口,发酵罐顶部与无菌氧气罐通过管路连通,取样器位于发酵罐内,无菌氧气罐用于为发酵罐提供氧气,取样器用于提取发酵罐内的营养液并检测活菌数。使用时,将营养液灌注到发酵罐内,并放入活菌,随活菌的生长繁殖,不断通入无菌氧气,然后通过取样器采取发酵罐内的培养液,并检测培养液内的活菌数,在活菌数达到标准后,将发酵罐内的活菌从取菌口取出,完成微生物的发酵培养。
4.针对上述中的相关技术,发明人认为在取出活菌时,发酵罐内的营养液会随活菌的取出大量流失,使得发酵罐内剩余少量营养液,进而使发酵罐难以可持续的进行活菌培养,使得活菌的发酵效率低下。


技术实现要素:

5.为了实现发酵罐能够持续培养活菌,提高活菌的发酵效率,本技术提供一种可自动灌注培养液的发酵设备。
6.本技术提供的一种可自动灌注培养液的发酵设备,采用如下的技术方案:
7.一种可自动灌注培养液的发酵设备,包括支架、发酵罐、灌注组件和控制组件,发酵罐固定设置在支架上,灌注组件包括营养液存放罐、连接管和电控阀门,营养液存放罐固定设置在支架上,且高于发酵罐,连接管的一端与营养液存放罐连通,另一端与发酵罐连通,电控阀门安装在连接管上;
8.所述控制组件包括第一压力传感器、第二压力传感器、第一控制器和浮标杆,浮标杆位于发酵罐内,且浮于发酵罐内的营养液上,浮标杆与发酵罐沿竖直方向滑动连接;第一压力传感器位于浮标杆顶端的上方,且与发酵罐固定连接,第一压力传感器用于输出第一压力检测信号,第二压力传感器位于浮标杆顶端的下方,且与发酵罐固定连接,第二压力传感器用于输出第二压力检测信号;第一控制器与第一压力传感器、第二压力传感器均连接,第一控制器响应于第一压力检测信号并控制电控阀门关闭,且响应于第二压力检测信号并控制电控阀门打开。
9.通过采用上述技术方案,营养液存放罐与发酵罐通过连接管连接,且通过连接管上的电控阀门控制两者的连通,发酵罐内的浮标杆随发酵罐内营养液的液面上下移动,浮标杆顶端在浮标杆上下移动的过程中,易于碰撞到第一压力传感器和第二压力传感器,使得第一压力传感器传输出第一压力信号,第二压力传感器传输出第二压力信号,第一压力
信号作用到第一控制器上并通过第一控制器控制电控阀门关闭,第二压力信号作用到第一控制器上并通过第一控制器控制电控阀门开启,进而使发酵设备能够根据发酵罐内营养液的液面自动进行营养液的灌注,使得在取出发酵罐内的活菌时,虽然导致发酵罐内营养液大量减少,但是发酵设备能够自动灌注营养液,使发酵罐能够持续地进行活菌的培养,提高了活菌培养的效率;同时针对培养过程中需要大量消耗营养液的活菌,发酵设备能够及时补充营养液,无需人工进行补充,使得营养液的补充更加方便、及时,且不易对发酵罐内的培养环境造成污染。
10.可选的,还包括保温组件,保温组件包括电加热器、温度传感器和第二控制器,发酵罐的外壁设置有两层,两侧外壁之间形成外层腔室,外层腔室内灌注有水,电加热器位于外层腔室的水中,且与发酵罐固定连接,温度传感器位于外层腔室的水中,且与发酵罐固定连接,第二控制器位于支架上,且与支架固定连接,温度传感器用于输出水温检测信号,第二控制器与温度传感器、电加热器均连接,第二控制器响应于水温检测信号并控制电加热器进行加热或停止加热。
11.通过采用上述技术方案,电加热器将外层腔室的水进行加热,使得发酵罐内的水温升高,同时位于外层腔室水中的温度传感器测量水温,并输出水温检测信号,水温检测信号通过第二控制器控制电加热器进行加热或停止加热,使得外层腔室内的水温保持在恒定范围内,从而发酵罐内的温度保持在恒定范围内,使得活菌更加易于生长和扩繁。
12.可选的,所述发酵罐的侧壁上连通有无菌氧气罐。
13.通过采用上述技术方案,无菌氧气罐提供无菌氧气到发酵罐中,为活菌的生长和扩繁提供了必要的条件,且不易造成发酵罐内的污染。
14.可选的,所述发酵罐的底部设置有取样口,取样口与发酵罐固定连接,取样口内靠近发酵罐内部的一端设有橡胶块,且靠近发酵罐外部的一端盖设有密封盖。
15.通过采用上述技术方案,取出密封盖,然后将消菌的注射器扎入到橡胶块中,并进入到培养液中,然后抽取小部分培养液作为检测样品,通过培养液检测活菌数,并判断能否进行活菌的取出。
16.可选的,所述发酵罐的底部设置有取菌口。
17.通过采用上述技术方案,通过取样判断出可以进行活菌取用,打开取菌口,将发酵罐内的活菌通过营养液大量取出,然后在发酵罐内留下小部分活菌及营养液,通过发酵设备自动灌注营养液继续进行活菌培养。
18.可选的,所述发酵罐的顶部固定设置有隔板,浮标杆穿设在隔板上,与隔板滑动连接。
19.通过采用上述技术方案,发酵罐通过隔板将发酵罐的顶部和底部隔离开,使得浮标杆易于与发酵罐进行滑动连接,且使得发酵罐上的第一压力传感器、第二压力传感器与培养液隔离开,保护了第一压力传感器和第二压力传感器不易因水汽浸泡而损坏,延长了第一压力传感器和第二压力传感器的使用寿命。
20.可选的,所述浮标杆底端固定设置有浮标块,浮标块呈圆形板状,且水平设置。
21.通过采用上述技术方案,浮标杆底端圆形的浮标块增大了培养液对浮标杆的浮力,使得浮标杆更加易于浮在培养液的液面上,且增大了对第一压力传感器的作用力,使得第一压力传感器更加易于作出反应。
22.可选的,所述第一压力传感器、第二压力传感器均为高灵敏度压力传感器。
23.通过采用上述技术方案,在浮标杆作用到第一压力传感器或第二压力传感器时,第一压力传感器和第二压力传感器更加容易作出反应,从而及时发出第一压力检测信号和第二压力检测信号。
24.综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:
25.通过设置灌注组件和控制组件,在取出活菌后营养液会大量减少,或者活菌大量消耗营养液使得营养液大量减少,灌注组件能够自动为发酵罐灌注营养液,使得活菌能够继续进行培养,或者活菌消耗营养液后能够得到及时的补充;
26.通过设置保温组件,使得发酵罐内的温度保持在一个恒定温度内,使得活菌更加易于进行生长和扩繁;
27.通过在发酵罐底部设置取样口,能够对发酵罐内的活菌进行取样,进而能够准确判断活菌数。
附图说明
28.图1是本技术实施例的结构示意图;
29.图2是旨在说明控制组件的剖面视图;
30.图3是图2中a处的放大视图。
31.附图标记说明:1、支架;11、支腿;2、发酵罐;21、隔板;22、外层腔室;23、取样口;231、橡胶块;232、密封盖;24、取菌口;3、灌注组件;31、营养液存放罐;32、连接管;33、电控阀门;4、控制组件;41、第一压力传感器;42、第二压力传感器;43、第一控制器;44、浮标杆;441、浮标块;442、浮标头;5、保温组件;51、电加热器;511、电源;52、温度传感器;53、第二控制器;6、无菌氧气罐。
具体实施方式
32.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种可自动灌注培养液的发酵设备。参照图1,一种可自动灌注培养液的发酵设备包括支架1、发酵罐2、灌注组件3和控制组件4,发酵罐2位于支架1上,且与支架1固定连接,灌注组件3位于支架1上,且与发酵罐2连接,控制组件4位于发酵罐2上,且与发酵罐2、灌注组件3均连接,灌注组件3用于为发酵罐2灌注营养液,控制组件4用于控制灌注组件3自动为发酵罐2灌注营养液。
34.使用时,当发酵罐2内的营养液减少时,控制组价控制灌注组件3自动为发酵罐2灌注营养液,无需人工为发酵罐2补充营养液,使得发酵罐2的使用更加方便、智能。
35.参照图1和图2,支架1呈水平设置的板状,且底面设置有若干个支腿11。发酵罐2竖直设置,且呈筒状,发酵罐2的顶端和顶端均呈封口状,发酵罐2的底端与支架1固定连接。发酵罐2内水平设置有隔板21,隔板21呈圆形板状,且位于发酵罐2的中部,隔板21与发酵罐2固定连接。
36.参照图1,灌注组件3包括营养液存放罐31、连接管32和电控阀门33,营养液存放罐31呈圆形筒状,且顶端和底端均呈封口状,营养液存放罐31的底端固定设置在支架1上,营养液存放罐31高于发酵罐2;连接管32水平设置,连接管32的一端与营养液存放罐31连通,
另一端与发酵罐2内隔板21下方连通;电控阀门33安装在连接管32上。
37.参照图2,控制组件4包括第一压力传感器41、第二压力传感器42、第一控制器43和浮标杆44,浮标杆44呈长杆状,且位于发酵罐2内,浮标杆44竖直穿设在隔板21上,浮标杆44与隔板21沿竖直方向滑动连接,浮标杆44的底端固定设置有浮标块441,浮标块441呈圆形板状,浮标块441浮在发酵罐2内的营养液上,浮标杆44的顶端水平延伸,且延伸端固定设置有浮标头442,浮标头442呈矩形块状,浮标头442的长度方向为竖直方向。
38.参照图2,第一压力传感器41、第二压力传感器42均为高灵敏度的压力传感器,且均位于发酵罐2内,第一压力传感器41、第二压力传感器42均位于隔板21的上方,且均与发酵罐2固定连接,第一压力传感器41位于浮标头442的上方,并用于输出第一压力检测信号,第二压力传感器42位于浮标头442的下方,并用于输出第二压力检测信号。
39.参照图2,第一控制器43位于电控阀门33的上方,第一控制器43与第一压力传感器41、第二压力传感器42以及电控阀门33均连接,第一控制器43响应于第一压力检测信号并控制电控阀门33关闭,且响应于第二压力检测信号并控制电控阀门33开启。
40.使用时,在发酵罐2内的培养液减少时,培养液的液面随之下降,使得浮标杆44下滑,直到浮标头442的底端触碰到第二压力传感器42,第二压力传感器42传输出第二压力检测信号,第二压力检测信号通过第一控制器43打开电控阀门33,使培养液存放罐中的培养液进入发酵罐2中,浮标杆44随发酵罐2内培养液的液面上升而上滑,直到浮标头442的顶端触碰到第一压力传感器41,第一压力传感器41传输出第一压力检测信号,第一压力检测信号通过第一控制器43关闭电控阀门33,实现发酵罐2内营养液的自动灌注。
41.参照图3,发酵罐2侧面的底部设置有取样口23,取样口23与发酵罐2固定连接,取样口23呈圆形管状,且水平设置,取样口23的一端与发酵罐2的内部连通,另一端与发酵罐2的外部连通。取样口23靠近发酵罐2内部的一端内同轴设置有圆柱形的橡胶块231,橡胶块231与取样口23固定连接。取样口23靠近发酵罐2外部的一端同轴盖设有密封盖232,密封盖232的侧壁与取样口23的侧壁紧密抵接。
42.参照图1,发酵罐2的底部固定设置有取菌口24,取菌口24水平设置,且与发酵罐2内部连通,取菌口24呈管状,且轴线方向与取样口23的轴线方向垂直。
43.使用时,取出密封盖232,将注射器扎入到橡胶块231中,抽取发酵罐2中的培养液,并检测培养液中的活菌数,当活菌数达到标准时,从取菌口24取出活菌。
44.参照图2和图3,发酵罐2底部的侧壁内设置有外层腔室22,外层腔室22呈环形,且内部盛有水。发酵罐2连接有保温组件5,保温组件5包括电加热器51、温度传感器52和第二控制器53,电加热器51的一端呈螺旋状缠绕在外层腔室22内,且位于水中,另一端穿出发酵罐2的外层侧壁,且连接有电源511,电源511与发酵罐2固定连接;温度传感器52位于水中,且与发酵罐2固定连接,温度传感器52用于输出水温检测信号;第二控制器53位于发酵罐2外部,且与支架1固定连接,第二控制器53与温度传感器52、电源511均连接,第二控制器53响应于水温检测信号并控制电源511使电加热器51进行加热或停止加热。
45.使用时,活菌在发酵罐2中进行生长和扩繁的同时需要适宜的环境温度,通过电源511使电加热器51加热,电加热器51加热水温,使水的温度上升,通过温度传感器52测量水温,并传输出水温检测信号,当水温上升到最高设定值,水温检测信号通过第二控制器53控制电源511停止电加热器51的加热,当水温下降到最低设定值时,温度传感器52再传出水温
检测信号,水温检测信号通过第二控制器53控制电源511进行加热,进而使得水温恒定在一个范围内,为发酵罐2内活菌的生长和扩繁提供适宜的环境温度。
46.参照图1,支架1上固定设置有无菌氧气罐6,无菌氧气罐6呈圆柱形,无菌氧气管与发酵罐2连通。
47.活菌生长和扩繁的过程中,无菌氧气罐6为活菌提供必要的氧气,同时通过无菌氧气罐6为活菌提供氧气使发酵罐2不易受到污染。
48.本技术实施例一种可自动灌注培养液的发酵设备的实施原理为:将营养液和活菌放到发酵罐2内,为发酵罐2提供无菌氧气,在一段时间后,通过取样口23抽取发酵罐2内的营养液,并检测活菌数,在活菌数达到标准后,从取菌口24取出活菌,同时使发酵罐2内的营养液减少,使得浮标杆44下滑,并触碰第二压力传感器42,第二压力传感器42通过第一控制器43控制电控阀门33打开,使营养液存放罐31内的营养液进入发酵罐2内,使得发酵罐2内的活菌继续进行生长和扩繁,提高了活菌的发酵效率;同时发酵设备用于发酵需要消耗大量营养液的活菌时,能够自动为发酵罐2补充营养液。
49.以上均为本技术的较佳实施例,并非依此限制本技术的保护范围,故:凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本技术的保护范围之内。

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