智控益生菌液體發(fā)酵器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種智控益生菌液體發(fā)酵器，包括外筒裝置、內(nèi)筒裝置、堿液貯筒裝置以及功能控制系統(tǒng)，發(fā)酵容量為100L-2000L，通過(guò)自控培養(yǎng)溫度以及可調(diào)氣液混合動(dòng)力攪拌及供氧等方式高效率、高質(zhì)量、低成本智控生產(chǎn)制備液體益生菌產(chǎn)品，適用于工廠規(guī)?；a(chǎn)以及實(shí)驗(yàn)室研究工作。
【專利說(shuō)明】智控益生菌液體發(fā)酵器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物發(fā)酵【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及液體有氧生物發(fā)酵的工廠化規(guī)模生產(chǎn)。如:動(dòng)物微生物飼料添加劑生產(chǎn)，醫(yī)藥生物制藥、食品發(fā)酵生產(chǎn)，以及涉及到有氧菌群液體發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)的相關(guān)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]面對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外抗生素濫用所造成的嚴(yán)重危害性局面，尋求抗生素替代品對(duì)抗致病菌，有效調(diào)控動(dòng)物和人消化道微生態(tài)環(huán)境，改善機(jī)體代謝，提高免疫力，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)等已成為當(dāng)務(wù)之急。益生菌是動(dòng)物和人機(jī)體不可缺少的一部分的觀點(diǎn)已成為共識(shí)，是抗生素替代品的優(yōu)選對(duì)象，但如何高效率、高質(zhì)量、低成本生產(chǎn)制備可靠的益生菌產(chǎn)品成為當(dāng)前關(guān)注的熱點(diǎn)之一。
[0003]目前，傳統(tǒng)的好氧菌(主要是芽孢桿菌類)發(fā)酵攪拌是依靠電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)附有葉片的攪拌軸，機(jī)械性轉(zhuǎn)動(dòng)，使培養(yǎng)底物得以混合，存在的問(wèn)題是需要配置大功率電動(dòng)機(jī)，能耗大，更重要的問(wèn)題是局部區(qū)域攪拌強(qiáng)度偏大，機(jī)械撞擊作用容易導(dǎo)致菌體的破裂，外圍液體攪拌偏弱，攪拌不均勻，而且這類機(jī)械性攪拌，液體內(nèi)部供氧不充分，好氧菌發(fā)酵條件不優(yōu)化。此外，傳統(tǒng)液體發(fā)酵的管道配置繁雜，結(jié)構(gòu)落后，生產(chǎn)效率低下，終產(chǎn)品產(chǎn)量很低，發(fā)酵生產(chǎn)成本高。[0004]利用本發(fā)明智控益生菌液體發(fā)酵器培養(yǎng)好氧菌群，發(fā)酵狀態(tài)及相關(guān)條件穩(wěn)定，終產(chǎn)品質(zhì)量好，產(chǎn)量高。總體發(fā)酵容量100L — 2000L，由304號(hào)不銹鋼材料制成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種智控益生菌液體發(fā)酵器，發(fā)酵容量為100L — 2000L，通過(guò)自控培養(yǎng)溫度以及可調(diào)氣液混合動(dòng)力攪拌及供氧等方式高效率、高質(zhì)量、低成本智控生產(chǎn)制備液體益生菌產(chǎn)品，適用于工廠規(guī)模化生產(chǎn)以及實(shí)驗(yàn)室研究工作。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種智控益生菌液體發(fā)酵器，由外筒裝置及其固定在外筒裝置底部?jī)?nèi)筒支架上的內(nèi)筒裝置，與外筒裝置和內(nèi)筒裝置連接的堿液貯筒裝置以及功能控制系統(tǒng)組成，外筒裝置的上方設(shè)有外筒蓋，所述外筒裝置中設(shè)有氣、液混合動(dòng)力攪拌及供氧系統(tǒng)以及智控浴水電加熱及自動(dòng)涼水循環(huán)降溫系統(tǒng)；此外，外筒裝置的外筒壁上設(shè)有浴水水位視窗和外筒短探頭溫度表；所述外筒蓋上設(shè)置有4套濾清氣窗，并分別配有空氣濾清器，以及設(shè)有采樣器和外筒蓋長(zhǎng)探頭溫度表，其溫度表的探頭延伸至內(nèi)筒裝置培養(yǎng)液中；
[0008]所述氣、液混合動(dòng)力攪拌及供氧系統(tǒng)包括液動(dòng)力輔助系統(tǒng)和氣動(dòng)力輔助系統(tǒng)，兩者分別連接至內(nèi)筒裝置底部的三通氣、液動(dòng)力混合器，液動(dòng)力輔助系統(tǒng)包括料液泵，料液泵輸出液管，料液泵輸入液管及其附設(shè)料液泵輸入口管上的堿液?jiǎn)蜗蜉斎胙b置，料液泵輸入液管與內(nèi)筒裝置中的培養(yǎng)液相通，料液泵輸出液管一端連接料液泵，另一端與內(nèi)筒裝置底部的三通氣、液動(dòng)力混合器相通，其料液泵入口處設(shè)有堿液?jiǎn)蜗蜉斎胙b置，連接來(lái)自堿液貯筒裝置的堿液輸出閥的管道，氣動(dòng)力輔助系統(tǒng)包括氣泵、氣泵輸出氣管，氣泵空氣濾清器，外筒裝置中的氣泵的進(jìn)氣口與氣泵空氣濾清器連接，其氣泵輸出氣管與內(nèi)筒裝置底部的三通氣、液動(dòng)力混合器連接，三通氣、液動(dòng)力混合器位于內(nèi)筒裝置底部，包括三通管內(nèi)液管、三通管外氣管和氣、液混合管，其中，三通管內(nèi)液管位于三通管外氣管結(jié)構(gòu)內(nèi)，其進(jìn)液口與料液泵輸出液管連接，其出液口進(jìn)入氣、液混合管入口處，三通管外氣管入口處與氣泵輸出氣管連接；
[0009]所述的智控浴水電加熱裝置包括電熱偶及電熱管、外筒裝置的外筒側(cè)壁中間部位設(shè)有電熱偶，所述的自動(dòng)循環(huán)涼水降溫裝置包括設(shè)于外筒裝置外側(cè)壁的上浴水復(fù)合閥和下浴水復(fù)合閥，上浴水復(fù)合閥和下浴水復(fù)合閥分別通過(guò)三通管結(jié)構(gòu)組成自動(dòng)控制電磁閥和手動(dòng)快開(kāi)閥并與外筒裝置內(nèi)的浴水相通；
[0010]所述的堿液貯筒裝置的貯筒壁上部接口經(jīng)三通管與堿液回流管連接；其貯筒壁下部接口經(jīng)三通管與堿液輸入貯筒副閥連接，在其上下兩個(gè)三通管之間連接有水位指示管，自下而上在堿液輸入貯筒副閥和堿液回流管之間，依次連接有堿液輸入貯筒主閥，堿液泵，堿液輸出閥，堿液回流閥，相互構(gòu)成通路，堿液泵提供動(dòng)力，堿液輸出閥的堿液輸出管與液動(dòng)力輔助系統(tǒng)中料液泵入口處的堿液?jiǎn)蜗蜉斎胙b置連接，堿液貯筒蓋與堿液貯筒裝置連接；
[0011]所述的外筒蓋中心設(shè)有球柄式吊臂開(kāi)閉裝置，通過(guò)啟閉器及啟閉氣缸與空氣壓縮機(jī)相聯(lián)，外筒蓋上設(shè)有只小型平衡氣缸與啟閉器相聯(lián)，外筒蓋與外筒法蘭接觸處，外筒蓋內(nèi)側(cè)面外周設(shè)有梯形槽，呈外窄內(nèi)寬，鑲嵌硅膠條(橫截面IOmmXlOmm)以保持密封狀態(tài)。
[0012]通過(guò)氣動(dòng)方式開(kāi)啟外筒蓋后，外筒蓋保險(xiǎn)卡將自動(dòng)鎖定，外筒蓋要關(guān)閉時(shí)，可脫開(kāi)保險(xiǎn)卡，以保證工作安全性。
[0013]所述的功能控制系統(tǒng)的電氣箱設(shè)有電壓表、電流表、氣動(dòng)、液動(dòng)控制、智控益生菌液體發(fā)酵器所有功能的相關(guān)電器、智能化控制儀及手動(dòng)按鈕、信號(hào)燈、空開(kāi)和降溫風(fēng)扇。
[0014]正常工作狀態(tài)下，主要工作參數(shù)分別為:溫度37.0±0.1°C (微電腦溫度控制儀可任意調(diào)節(jié)溫度值)，pH6.2±0.1 (pH微電腦控制儀可任意調(diào)節(jié)pH值)，氣動(dòng)攪拌3min靜息2min(微電腦定時(shí)器任意調(diào)節(jié)控制)，發(fā)酵時(shí)間:任意設(shè)定時(shí)間(微電腦定時(shí)器)。根據(jù)不同生產(chǎn)目的，可工廠規(guī)?；苽洳煌N類的菌液和特定菌質(zhì)，是綠色功能性益生菌飼料添加劑和功能性食品生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。
[0015]本發(fā)明的有益效果如下:
[0016]1.采用微電腦技術(shù)精確控制相關(guān)發(fā)酵條件，可使有氧發(fā)酵更趨于穩(wěn)定和高效；
[0017]2.采用自行研制的氣液混合動(dòng)力攪拌及供氧技術(shù)可在液體中產(chǎn)生強(qiáng)大的橫向推動(dòng)力，發(fā)揮強(qiáng)力而均勻柔和的攪拌作用更有利于益生菌與營(yíng)養(yǎng)底物的混合利用，同時(shí)也可為培養(yǎng)液中需氧益生菌提供充足的空氣氧，極大地改善需氧發(fā)酵效率和質(zhì)量；
[0018]3.在有氧發(fā)酵中，通過(guò)氣液混合動(dòng)力攪拌及供氧方式可加大空氣氧量并配合手動(dòng)控制pH裝置可穩(wěn)定控制液體pH在適宜水平而大幅減少堿液使用量，同時(shí)使輸入的高濃度堿液瞬間被稀釋而避免對(duì)益生菌群的傷害，更有利于需氧益生菌發(fā)酵質(zhì)量與效率；
[0019]4.采用自控浴水加熱和循環(huán)水降溫方式可不受環(huán)境溫度影響進(jìn)行低溫需氧益生菌培養(yǎng)；
[0020]5.智控益生菌液體發(fā)酵器發(fā)酵容量為100L — 2000L，適用于工廠規(guī)?；a(chǎn)以及實(shí)驗(yàn)室研究工作。
[0021]本發(fā)明采用304號(hào)不銹鋼材料制造，并采用微電腦技術(shù)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的自動(dòng)控制，可用于好氧性益生菌的液體培養(yǎng)。
[0022]智控益生菌液體發(fā)酵器主體結(jié)構(gòu)組成及工作原理:
[0023]智控益生菌液體發(fā)酵器主體結(jié)構(gòu)由外筒裝置及其固定在外筒裝置底部?jī)?nèi)筒支架上的內(nèi)筒裝置，與外筒裝置和內(nèi)筒裝置連接的堿液貯筒裝置以及功能控制系統(tǒng)組成。
[0024]由微電腦技術(shù)控制相關(guān)培養(yǎng)工作條件，培養(yǎng)溫度可實(shí)行加溫和降溫控制，氣、液混合動(dòng)力攪拌及供氧系統(tǒng)實(shí)行益生菌與營(yíng)養(yǎng)底物的混合接觸和充分的有氧代謝。此外，增加進(jìn)氣量還可與pH手動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)配合控制有氧發(fā)酵液體pH值適宜水平的相對(duì)穩(wěn)定，減少堿液用量。根據(jù)不同生產(chǎn)目的，可工廠規(guī)?；a(chǎn)益生菌產(chǎn)品，制備不同的特定菌質(zhì)，是功能性需氧益生菌培養(yǎng)的關(guān)鍵設(shè)備。
[0025]具體操作方法如下:
[0026]接通電源，開(kāi)閉罐蓋使用氣壓系統(tǒng)完成。內(nèi)筒加入培養(yǎng)液、營(yíng)養(yǎng)底物和菌種后，啟動(dòng)溫控系統(tǒng)，氣、液混合動(dòng)力攪拌供氧系統(tǒng)等相關(guān)功能按鈕，即可正常工作。
[0027]使用時(shí)的注意事項(xiàng)如下:
[0028]1.輸入電壓及電加熱器電壓380V，電器控制柜內(nèi)電壓220V。
[0029]2.氣缸調(diào)節(jié)閥經(jīng)調(diào)試后，不得隨意變動(dòng)。
[0030]3.若停止生產(chǎn):
[0031]a須及時(shí)清理管道系統(tǒng)中的堿液。
[0032]b拆卸內(nèi)罐時(shí)需將罐蓋處溫度表探頭縮回，以免損壞。
[0033]4.停機(jī)后需放盡空壓機(jī)內(nèi)余氣，并定期排水進(jìn)行常規(guī)保養(yǎng)。
[0034]5.注意保護(hù)筒蓋密封圈，以免損壞。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是智控益生菌液體發(fā)酵器結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖；
[0036]圖2是智控益生菌液體發(fā)酵器結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖；
[0037]圖3是智控益生菌液體發(fā)酵器結(jié)構(gòu)示意圖的左視圖；
[0038]圖4是智控益生菌液體發(fā)酵器氣液動(dòng)力混合器結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖；
[0039]圖5是智控益生菌液體發(fā)酵器堿液貯筒裝置結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖；
[0040]圖6是智控益生菌液體發(fā)酵器的功能控制系統(tǒng)電路圖；
[0041]圖7是益生菌液體發(fā)酵活菌數(shù)平均值隨時(shí)間變化圖；
[0042]圖8是不同批次益生菌發(fā)酵液pH平均值隨時(shí)間變化圖；
[0043]圖9是益生菌液體發(fā)酵MCP平均值隨時(shí)間變化圖； [0044]其中圖1-5中:1、啟閉氣缸；2、啟閉器；3、平衡氣缸；4、氣泵；4_1氣泵輸出氣管；4-2氣泵空氣濾清器；5、外筒蓋；6、浴水水位視窗；7、外筒裝置；8、內(nèi)筒裝置；9、外筒短探頭溫度表；10、三通氣、液動(dòng)力混合器；10-1、三通管外氣管；10-2、三通管內(nèi)液管；10-3、氣液混合管；10-4、混合氣液出口 ；11、內(nèi)筒支架；12、料液泵；12-1、料液泵輸出液管12-2、料液泵輸入液管12-3、堿液?jiǎn)蜗蜉斎胙b置13、濾清氣窗；14、采樣器；15、外筒蓋長(zhǎng)探頭溫度表；16、上浴水復(fù)合閥；17、電熱耦；18、下浴水復(fù)合閥；19、堿液貯筒裝置；19-1、堿液貯筒蓋；19-2、堿液回流管；19-3、水位指示管；19-4、堿液輸出閥；19_5、堿液泵；19_6、堿液輸入貯筒主閥；19-7、回氣裝置；19-8、堿液回流閥；19-9堿液輸入貯筒副閥。
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。 [0046]實(shí)施例一:
[0047]如圖1、2、3、4、5所示，本發(fā)明提供了一種智控益生菌液體發(fā)酵器，由外筒裝置7及其固定在外筒裝置7底部?jī)?nèi)筒支架11上的內(nèi)筒裝置8，與外筒裝置7和內(nèi)筒裝置8連接的堿液貯筒裝置19以及功能控制系統(tǒng)組成，外筒裝置7的上方設(shè)有外筒蓋5，所述外筒裝置7中設(shè)有氣、液混合動(dòng)力攪拌及供氧系統(tǒng)以及智控浴水電加熱及自動(dòng)涼水循環(huán)降溫系統(tǒng)；此外，外筒裝置7的外筒壁上設(shè)有浴水水位視窗6和外筒短探頭溫度表9 ;其外筒蓋5上設(shè)置有4只濾清氣窗13，并分別配有空氣濾清器，以及設(shè)有采樣器14和外筒蓋長(zhǎng)探頭溫度表15，其溫度表的探頭延伸至內(nèi)筒裝置培養(yǎng)液中；
[0048]所述氣、液混合動(dòng)力攪拌及供氧系統(tǒng)包括液動(dòng)力輔助系統(tǒng)和氣動(dòng)力輔助系統(tǒng)，兩者分別連接至內(nèi)筒裝置8底部的三通氣、液動(dòng)力混合器10，液動(dòng)力輔助系統(tǒng)包括料液泵12，料液泵輸出液管12-1，料液泵輸入液管12-2及其附設(shè)料液泵輸入口管上的堿液?jiǎn)蜗蜉斎胙b置12-3。料液泵輸入液管12-2與內(nèi)筒裝置8中的培養(yǎng)液相通，料液泵輸出液管12-1 —端連接料液泵12，另一端與內(nèi)筒裝置8底部的三通氣、液動(dòng)力混合器10相通，繼而通至培養(yǎng)液，由料液泵12提供動(dòng)力，構(gòu)成培養(yǎng)液內(nèi)部循環(huán)方式協(xié)同氣動(dòng)力輔助系統(tǒng)執(zhí)行攪拌功能，其料液泵入口處設(shè)有堿液?jiǎn)蜗蜉斎胙b置12-3，連接來(lái)自堿液貯筒裝置19的堿液輸出閥19-4的管道，完成堿液?jiǎn)蜗蜉斎雰?nèi)筒裝置8中的培養(yǎng)液，執(zhí)行調(diào)控培養(yǎng)液pH的功能，所述氣動(dòng)力輔助系統(tǒng)包括氣泵4、氣泵輸出氣管4-1，氣泵空氣濾清器4-2。外筒裝置7中的氣泵4的進(jìn)氣口與氣泵空氣濾清器4-2連接，其氣泵輸出氣管4-1與內(nèi)筒裝置8底部的三通氣、液動(dòng)力混合器10連接，繼而通至培養(yǎng)液，該系統(tǒng)與液動(dòng)力輔助系統(tǒng)協(xié)同工作，執(zhí)行培養(yǎng)液的攪拌與充分供氧功能，所述三通氣、液動(dòng)力混合器10位于內(nèi)筒裝置8底部，包括三通管內(nèi)液管10-2、三通管外氣管10-1和氣、液混合管10-3。其中，三通管內(nèi)液管10-2位于三通管外氣管10-1結(jié)構(gòu)內(nèi)，其進(jìn)液口與料液泵輸出液管12-1連接，其出液口進(jìn)入氣、液混合管10-3入口處，三通管外氣管10-1入口處與氣泵輸出氣管4-1連接；在氣、液混合管10-3中，伴隨料液泵12和氣泵4產(chǎn)生的壓力實(shí)行氣液的充分混合；
[0049]所述的智控浴水電加熱裝置用于加熱外筒裝置7內(nèi)的浴水，包括電熱偶17及電熱管，設(shè)于外筒側(cè)壁中間部位的電熱偶17將監(jiān)測(cè)到的溫度信息傳輸給功能控制系統(tǒng)的溫控儀，轉(zhuǎn)而控制外筒底部的電熱管的工作或停止，調(diào)控維持所設(shè)定的浴水溫度；自動(dòng)循環(huán)涼水降溫裝置用于降低外筒裝置7中的浴水溫度，包括設(shè)于外筒裝置7外側(cè)壁的上浴水復(fù)合閥16和下浴水復(fù)合閥18，上浴水復(fù)合閥16和下浴水復(fù)合閥18分別通過(guò)三通管結(jié)構(gòu)組成自動(dòng)控制電磁閥和手動(dòng)快開(kāi)閥并與外筒裝置7內(nèi)的浴水相通，其電磁閥受功能控制系統(tǒng)的控制，同樣由電熱偶17將監(jiān)測(cè)到的溫度信息傳輸給功能控制系統(tǒng)的溫控儀，再控制電磁閥的打開(kāi)或關(guān)閉。當(dāng)發(fā)酵液培養(yǎng)溫度需要低于室溫時(shí)，可自動(dòng)控制輸入低溫浴水(如自來(lái)水或冰水)，并同步輸出相當(dāng)于進(jìn)水量的高溫浴水，調(diào)控維持所設(shè)定低于環(huán)境溫度的浴水溫度；上浴水復(fù)合閥16和下浴水復(fù)合閥18中的手動(dòng)快開(kāi)閥可直接用于手動(dòng)控制外筒裝置7中的浴水進(jìn)出；
[0050]所述的堿液貯筒裝置19，的貯筒壁上部接口經(jīng)三通管與堿液回流管19-2連接；其貯筒壁下部接口經(jīng)三通管與堿液輸入貯筒副閥19-9連接，在其上下兩個(gè)三通管之間連接有水位指不管19-3,用于觀察堿液的輸入量與輸出量以及堿液忙筒內(nèi)堿液忙量情況；自下而上在堿液輸入貯筒副閥19-9和堿液回流管19-2之間，依次連接有堿液輸入貯筒主閥19-6，堿液泵19-5，堿液輸出閥19-4，堿液回流閥19_8，相互構(gòu)成通路，堿液泵19_5提供動(dòng)力，堿液回流閥19-8在堿液輸入或輸出時(shí)，將一直處于不同程度的開(kāi)放狀態(tài)，這可形成堿液輸入通路，也可在堿液輸出時(shí)，調(diào)節(jié)堿液回流閥19-8而控制堿液輸出壓力及速度以及緩解堿液泵19-5工作負(fù)荷，在堿液輸出時(shí)，打開(kāi)堿液輸入貯筒副閥19-9和堿液輸出閥19-4，關(guān)閉堿液輸入貯筒主閥19-6，啟動(dòng)堿液泵19-5工作，輸出堿液，關(guān)閉堿液泵19-5停止輸出堿液，根據(jù)水位指示管19-3中液位水平變化控制堿液泵19-5的啟動(dòng)或關(guān)閉，當(dāng)需要輸入堿液進(jìn)入堿液貯筒裝置19的貯筒內(nèi)時(shí)，可關(guān)閉堿液輸入貯筒副閥19-9和堿液輸出閥19-4，同時(shí)打開(kāi)堿液輸入貯筒主閥19-6，啟動(dòng)堿液泵19-5工作，觀察水位指示管19-3中液位水平變化，根據(jù)PH測(cè)定儀檢測(cè)數(shù)據(jù)，控制輸入貯筒的適宜堿液量，適時(shí)停止堿液泵19-5工作，堿液輸出閥19-4的堿液輸出管與液動(dòng)力輔助系統(tǒng)中料液泵12入口處的堿液?jiǎn)蜗蜉斎胙b置12-3連接。用于向內(nèi)筒裝置8中的培養(yǎng)液?jiǎn)蜗蜉斎雺A液，其工作時(shí)能使輸入料液泵的高濃度堿液瞬間被完全稀釋，堿液貯筒蓋19-1與堿液貯筒裝置19連接，通過(guò)密封圈密封，濾清空氣從空氣回流孔19-7進(jìn)入，其進(jìn)入量與堿液輸出量相平衡；
[0051]所述的功能控制系統(tǒng)(附電路圖圖6.)與內(nèi)筒裝置8和外筒裝置7相連，通過(guò)微電腦控制儀智能化控制整個(gè)發(fā)酵系統(tǒng)相關(guān)功能的自動(dòng)運(yùn)行；包括用于接受電熱耦17傳入的浴水溫度信息，并通過(guò)微電腦控制儀智能化控制浴水的升溫或降溫，并維持培養(yǎng)液適宜液溫；實(shí)行氣、液混合動(dòng)力攪拌及供氧系統(tǒng)的正常運(yùn)行及其工作-靜息循環(huán)工作周期時(shí)控；以及設(shè)于功能控制系統(tǒng)中的 發(fā)酵定時(shí)的蜂鳴報(bào)警器工作。
[0052]所述的外筒蓋5中心設(shè)有球柄式吊臂開(kāi)閉裝置，通過(guò)啟閉器2及啟閉氣缸I與空氣壓縮機(jī)相聯(lián)，氣動(dòng)式控制外筒蓋5的開(kāi)啟與關(guān)閉，外筒蓋5上設(shè)有2只小型平衡氣缸3與啟閉器2相聯(lián)，保持外筒蓋5開(kāi)、啟過(guò)程中平穩(wěn)適當(dāng)?shù)淖藨B(tài)；外筒蓋5與外筒法蘭接觸處，外筒蓋5內(nèi)側(cè)面外周設(shè)有梯形槽，呈外窄內(nèi)寬，鑲嵌硅膠條(橫截面IOmmXlOmm)以保持密封狀態(tài)；通過(guò)氣動(dòng)方式開(kāi)啟外筒蓋5后，外筒蓋5保險(xiǎn)卡將自動(dòng)鎖定，外筒蓋5要關(guān)閉時(shí)，脫開(kāi)保險(xiǎn)卡，以保證工作安全性。
[0053]所述的功能控制系統(tǒng)的電氣箱(附電路圖圖6.)設(shè)有電壓表、電流表、氣動(dòng)、液動(dòng)控制、智控益生菌液體發(fā)酵器所有功能的相關(guān)電器、智能化控制儀及手動(dòng)按鈕、信號(hào)燈、空開(kāi)和降溫風(fēng)扇。
[0054]實(shí)施例二:智控益生菌液體發(fā)酵器進(jìn)行的有氧生物發(fā)酵試驗(yàn)舉例說(shuō)明
[0055]I材料與方法
[0056]1.1試驗(yàn)材料與專用發(fā)酵設(shè)備
[0057]1.1.1試驗(yàn)材料
[0058]本研究選用購(gòu)自中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心的解淀粉芽孢桿菌(Bacillusamy1liquefaciens CICC20606)進(jìn)行有氧生物發(fā)酵試驗(yàn)。
[0059]培養(yǎng)底物:玉米、麩皮、豆柏、稻殼粉等按照一定配比組成。[0060]1.1.2專用發(fā)酵設(shè)備
[0061]本研究使用本申請(qǐng)專利產(chǎn)品-智控益生菌液體發(fā)酵器(發(fā)酵容量:1000L)進(jìn)行的有氧生物發(fā)酵試驗(yàn)。
[0062]1.2試驗(yàn)方法
[0063]液體發(fā)酵:選擇菌株的最適培育條件，溫度37.0±0.TC (微電腦溫度控制儀控制)，有氧攪拌由空氣過(guò)濾器與氣液混合攪拌系統(tǒng)提供，攪拌3min,靜息2min(由微電腦定時(shí)器控制)，發(fā)酵時(shí)間:24h(由微電腦定時(shí)器控制)。其中，采用每I次/4h動(dòng)態(tài)測(cè)定發(fā)酵液活菌數(shù)，PH值和芽孢率，共7次，重復(fù)試驗(yàn)4次。發(fā)酵液pH值在每次測(cè)定后，通過(guò)堿液輸入系統(tǒng)將PH值均調(diào)整至同一標(biāo)準(zhǔn)的適宜pH值初始水平，研究隨發(fā)酵時(shí)間的延常所呈現(xiàn)的PH值動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。
[0064]1.2.1活菌數(shù)測(cè)定
[0065]按照國(guó)標(biāo)法GBT26428-2010檢測(cè)菌落數(shù)作為活菌培養(yǎng)狀態(tài)的評(píng)定指標(biāo)。
[0066]1.2.2ρΗ 值測(cè)定
[0067]采集發(fā)酵液10mL，用便攜式酸度計(jì)(PHB-5型pH計(jì))每4小時(shí)測(cè)定I次發(fā)酵液pH值，然后再將內(nèi)罐發(fā)酵液PH調(diào)節(jié)至7.2 ±0.1。
[0068]1.2.3 微生物 蛋白(microbial protein, MCP)測(cè)定
[0069]采集發(fā)酵液IOmL, 150rpm離心15min,棄飼料大顆粒；取上清液1ml, 15000rpm離心IOmin,棄上清液，加4111110%三氯乙酸(TCA),混勻，室溫靜置30min后，4000rpm離心IOmin ;棄上清液，加入4ml5% NaOH溶液混勻溶解，4000rpm離心10min ;取上清液，測(cè)定
OD280nm和OD26tlnm值，以5 % NaOH溶液為空白。
[0070]微生物總蛋白計(jì)算:
[0071]微生物總蛋白(mg/ml)= (1.45X0D280nm_0.74X0D260nm) X 稀釋倍數(shù)
[0072]1.3數(shù)據(jù)處理
[0073]所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以Excel軟件建立數(shù)據(jù)庫(kù)，采用SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)軟件One-WayANOVA檢驗(yàn)組間差異的顯著性，采用LSD法進(jìn)行多重復(fù)合比較，結(jié)果均以I士SE表示。
[0074]2結(jié)果與分析
[0075]2.1運(yùn)用智控益生菌液體發(fā)酵器進(jìn)行規(guī)?；嫔l(fā)酵培養(yǎng)
[0076]表1不同批次益生菌發(fā)酵培養(yǎng)活菌數(shù)動(dòng)態(tài)變化(108CFU/mL)
[0077]
【權(quán)利要求】
1.一種智控益生菌液體發(fā)酵器，包括外筒裝置(7)、內(nèi)筒裝置(8)、堿液貯筒裝置(19)以及功能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)筒裝置(8)固定在外筒裝置(7)底部?jī)?nèi)筒支架(11)上，所述外筒裝置⑵和內(nèi)筒裝置⑶連接堿液貯筒裝置(19)以及功能控制系統(tǒng)，外筒裝置(7)的上方設(shè)有外筒蓋(5)，所述外筒裝置(7)中設(shè)有氣、液混合動(dòng)力攪拌及供氧系統(tǒng)以及智控浴水電加熱及自動(dòng)涼水循環(huán)降溫系統(tǒng)，外筒裝置(7)的外筒壁上設(shè)有浴水水位視窗(6)和外筒短探頭溫度表(9)，外筒蓋(5)上設(shè)置有(4)只濾清氣窗(13)，并分別配有空氣濾清器，以及設(shè)有采樣器(14)和外筒蓋長(zhǎng)探頭溫度表(15)，其溫度表的探頭延伸至內(nèi)筒裝置培養(yǎng)液中； 所述的氣、液混合動(dòng)力攪拌及供氧系統(tǒng)包括液動(dòng)力輔助系統(tǒng)和氣動(dòng)力輔助系統(tǒng)，兩者分別連接至內(nèi)筒裝置(8)底部的三通氣、液動(dòng)力混合器(10)，所述的液動(dòng)力輔助系統(tǒng)包括料液泵(12)，料液泵輸出液管(12-1)，料液泵輸入液管(12-2)及其附設(shè)料液泵輸入口管上的堿液?jiǎn)蜗蜉?入裝置(12-3)，料液泵輸入液管(12-2)與內(nèi)筒裝置(8)中的培養(yǎng)液相通，料液泵輸出液管(12-1) —端連接料液泵(12)，另一端與內(nèi)筒裝置(8)底部的三通氣、液動(dòng)力混合器(10)相通，其料液泵入口處設(shè)有堿液?jiǎn)蜗蜉斎胙b置(12-3)，連接來(lái)自堿液貯筒裝置(19)的堿液輸出閥(19-4)的管道； 所述的氣動(dòng)力輔助系統(tǒng)包括氣泵(4)、氣泵輸出氣管(4-1)，氣泵空氣濾清器(4-2)，外筒裝置(7)中的氣泵(4)的進(jìn)氣口與氣泵空氣濾清器(4-2)連接，其氣泵輸出氣管(4-1)與內(nèi)筒裝置(8)底部的三通氣、液動(dòng)力混合器(10)連接，所述的三通氣、液動(dòng)力混合器(10)位于內(nèi)筒裝置(8)底部，包括三通管內(nèi)液管(10-2)、三通管外氣管(10-1)和氣、液混合管(10-3)，其中，三通管內(nèi)液管(10-2)位于三通管外氣管(10-1)結(jié)構(gòu)內(nèi)，其進(jìn)液口與料液泵輸出液管(12-1)連接，其出液口進(jìn)入氣、液混合管(10-3)入口處，三通管外氣管(10-1)入口處與氣泵輸出氣管(4-1)連接； 所述的智控浴水電加熱裝置包括電熱偶(17)及電熱管，電熱偶(17)設(shè)于外筒側(cè)壁中間部位，自動(dòng)循環(huán)涼水降溫裝置包括設(shè)于外筒裝置(7)外側(cè)壁的上浴水復(fù)合閥(16)和下浴水復(fù)合閥(18)，上浴水復(fù)合閥(16)和下浴水復(fù)合閥(18)分別通過(guò)三通管結(jié)構(gòu)組成自動(dòng)控制電磁閥和手動(dòng)快開(kāi)閥并與外筒裝置(7)內(nèi)的浴水相通； 所述的堿液貯筒裝置(19)的貯筒壁上部接口經(jīng)三通管與堿液回流管(19-2)連接；其貯筒壁下部接口經(jīng)三通管與堿液輸入貯筒副閥(19-9)連接，在其上下兩個(gè)三通管之間連接有水位指示管(19-3)，自下而上在堿液輸入貯筒副閥(19-9)和堿液回流管(19-2)之間，依次連接有堿液輸入貯筒主閥(19-6)，堿液泵(19-5)，堿液輸出閥(19-4)，堿液回流閥(19-8)，相互構(gòu)成通路，堿液輸出閥(19-4)的堿液輸出管與液動(dòng)力輔助系統(tǒng)中料液泵(12)入口處的堿液?jiǎn)蜗蜉斎胙b置(12-3)連接，堿液貯筒蓋(19-1)與堿液貯筒裝置(19)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智控益生菌液體發(fā)酵器，其特征在于，所述的外筒蓋(5)中心設(shè)有球柄式吊臂開(kāi)閉裝置，通過(guò)啟閉器(2)及啟閉氣缸(I)與空氣壓縮機(jī)相聯(lián)，外筒蓋(5)上設(shè)有2只小型平衡氣缸(3)與啟閉器(2)相聯(lián)，外筒蓋(5)與外筒法蘭接觸處，外筒蓋(5)內(nèi)側(cè)面外周設(shè)有梯形槽，呈外窄內(nèi)寬，鑲嵌硅膠條以保持密封狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的智控益生菌液體發(fā)酵器，其特征在于，所述的功能控制系統(tǒng)的電氣箱設(shè)有電壓表、電流表、氣動(dòng)、液動(dòng)控制、智控益生菌液體發(fā)酵器所有功能的相關(guān)電器、智能化控制儀及手動(dòng)按鈕、信號(hào)燈、空開(kāi)和降溫風(fēng)扇。
【文檔編號(hào)】A23K1/16GK103923828SQ201410199433
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】孫鎮(zhèn)平 申請(qǐng)人:揚(yáng)州大學(xué)