專利名稱：微生物培養(yǎng)系統(tǒng)及應用該系統(tǒng)進行微生物培養(yǎng)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)及應用該系統(tǒng)進行微生物培養(yǎng)的方法，具體的，本發(fā)明新的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)包括對微生物培養(yǎng)罐及其配套設施的改進，該系統(tǒng)適用于種植、養(yǎng)殖、污水處理等過程中使用的活菌制劑的培養(yǎng)系統(tǒng)，可用于培養(yǎng)厭氧、需氧等不同菌種。本發(fā)明的設備和方法可用于各種養(yǎng)殖(畜禽養(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖)、種植、水產養(yǎng)殖水體凈化、污水處理等領域微生物制劑的培養(yǎng)。
背景技術：
隨著微生物技術的發(fā)展，微生物制劑已經越來越多地應用在種植、養(yǎng)殖、污水處理等領域。傳統(tǒng)工廠化培養(yǎng)的微生物制劑成本較高，且較難保持生物活性，因此，微生物的本地化培養(yǎng)技術應運而生。其中，微生物培養(yǎng)器是微生物的本地化培養(yǎng)技術之一。但是，由于菌種特性不一，對雜菌控制和培養(yǎng)條件的要求十分嚴格，因此對微生物培養(yǎng)器的設計要求較高。
目前已有多種微生物培養(yǎng)器，如申請?zhí)枮?0107619.1的中國專利申請公開了一種微生態(tài)反應器，只能做單一的厭氧發(fā)酵，不能做更加復雜的微生物反應培養(yǎng)，其培養(yǎng)的僅是單一的厭氧菌種，而且不能進行補氣和光照方面的培養(yǎng)。
專利號為00201168.9的中國專利公開了一種微生物反應器，采取的是在罐體內直接加熱的方式，沒有夾層保溫，在加熱功能和保溫功能上十分簡單，這在培養(yǎng)過程中，溫度變化太快，影響培養(yǎng)效果，并且升溫管在罐體內直接加熱升溫會造成局部溫度過高，從而直接殺死微生物，影響培養(yǎng)效果。
專利號為02289164.1的中國專利公開了一種微生物培養(yǎng)器，雖然在加熱和保溫方面有所改進，但從實際的應用效果上看，仍然有許多缺陷首先，由于其滅菌方式為簡單的針對罐內幾百升液體直接進行加熱，在該加熱滅菌過程中消耗大量的電能，在滅菌過程結束后的降溫過程中，采用的是冷卻水降溫，消耗大量的水。對使用者來說，使用成本高昂，負擔十分沉重，十分不經濟，因此，這在很大程度上抵消了微生物制劑本地化生產帶來的低成本優(yōu)勢。而且，過高的耗電量和耗水量也不符合國家提出的建設節(jié)約型社會的需要。
其次，在罐頂直接加裝的攪拌泵，由于倒置設置，非常容易造成泵內潤滑油污泄露進罐體，破壞微生物的培養(yǎng)環(huán)境，影響培養(yǎng)效果。同時，槳葉式的攪拌模式，也不能很好解決上下層不同密度物質間的循環(huán)平衡，影響攪拌和培養(yǎng)效果。
第三，其加溫為水傳導加熱方式，使用時間長后會在夾層罐壁中產生水垢，影響加熱效率，增加能耗。由于罐體封閉，水垢不能得到清洗，大大影響培養(yǎng)器的使用壽命。
第四，由于其加溫和降溫在同一空間進行，在由加溫轉向降溫過程中，首先要大量注入冷卻水以冷卻加熱器和降低加熱水溫度，然后才能降低罐內培養(yǎng)基的溫度，這個過程額外消耗了過多水資源和熱能。
最后，其在罐體內部設置的加氣管道，增加了罐內結構的復雜程度，容易形成衛(wèi)生死角，不易清洗，影響培養(yǎng)效果。
總而言之，在目前的微生物培養(yǎng)技術和設備中，通常所使用的設備和方法是在同一設備中進行培養(yǎng)基的加熱、滅菌、降溫和微生物培養(yǎng)，因此就需要首先將設備加熱以實現(xiàn)培養(yǎng)基的滅菌，之后必須通過冷卻系統(tǒng)使整個系統(tǒng)降溫至微生物培養(yǎng)所需的溫度。在上述加熱或者降溫過程中，必然會消耗大量的能和大量的水。微生物培養(yǎng)工藝中的上述問題已經成為微生物培養(yǎng)技術發(fā)展和降低生產能耗和生產成本的瓶頸。
本發(fā)明人對微生物發(fā)酵技術和設備進行了多年研究，設計了新型的發(fā)酵設備，用以克服現(xiàn)有技術中存在的種種缺陷，不僅改進了發(fā)酵設備，也使發(fā)酵技術取得了長足的進步。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供了一種新的、節(jié)能節(jié)水型的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)，具體的，本發(fā)明新的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)是對現(xiàn)有的微生物培養(yǎng)罐及其配套設施的改進。應用于該系統(tǒng)可以在提高微生物制劑培養(yǎng)質量的同時，大大降低生產能耗。
具體的，本發(fā)明提供了一種微生物培養(yǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于培養(yǎng)基的加熱、滅菌、降溫和微生物培養(yǎng)的培養(yǎng)罐；用于制備符合微生物培養(yǎng)過程水質要求的水處理設備；攪拌加氣設備和自動控制設備，其特征在于所述的培養(yǎng)罐的加熱設備位于罐體的底端，用于加熱罐體內只有罐體體積三分之一到四分之一的培養(yǎng)基；所述的攪拌加氣設備為循環(huán)泵。
具體的，所述的培養(yǎng)罐用于培養(yǎng)基的加熱、滅菌、降溫和微生物培養(yǎng)。在本發(fā)明的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)中，所述的培養(yǎng)罐包括罐體和加熱設備，所述加熱設備位于罐體的底端，用于罐體加熱；在罐體的頂部設有觀察操作孔、投料孔、與水處理設備和攪拌加氣設備連接的孔，在罐體的底部設有出料孔。
所述的水處理設備通過管道與所述培養(yǎng)罐連接，用于對微生物培養(yǎng)所需的水進行處理，使之符合培養(yǎng)過程的水質要求。
所述的攪拌加氣設備包括循環(huán)泵和供氣系統(tǒng)，所述的循環(huán)泵可以是同時具有循環(huán)和加氣功能的泵，例如高級衛(wèi)生泵，其加氣量為90L/h-300L/h；所述的循環(huán)泵包括氣體吸入裝置和氣體過濾器，用于需要加氣時，吸入并過濾凈化所需要的氣體。所述的攪拌加氣設備通過管道與所述培養(yǎng)罐連接，在循環(huán)狀態(tài)時通過加入不影響微生物培養(yǎng)的氣體對所述培養(yǎng)罐內的液體進行攪拌，使所述培養(yǎng)罐內的液體充分混合。所述的攪拌加氣設備采用了循環(huán)泵，應用循環(huán)泵可通過物料的循環(huán)使整個物料體系得到充分的攪拌，混合的特別均勻。在進行厭氧菌類的培養(yǎng)時，可僅使用該設備攪拌，但不通入氣體，或通入不影響微生物培養(yǎng)的氣體，例如氮氣或二氧化碳氣體等；在進行需氧菌類的培養(yǎng)時，可使用該設備循環(huán)攪拌和同時通入氧氣以補充氧氣量，或者僅通入氧氣，在補充氧氣的同時進行充氣攪拌，對罐內需氧培養(yǎng)液進行加氧培養(yǎng)。
所述的自動控制設備與培養(yǎng)罐、水處理設備、攪拌加氣設備電性連接，用于控制培養(yǎng)罐的加熱過程、培養(yǎng)過程、水處理過程和攪拌加氣過程。
進一步地，在本發(fā)明所述的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)中，所述的培養(yǎng)罐包括罐體和加熱設備，所述加熱設備位于罐體的底端，用于罐體加熱；在罐體的頂部設有觀察操作孔、投料孔、與水處理設備和攪拌設備連接的孔，在罐體的底部設有出料孔。所述罐體的側壁還設有保溫夾層，并且，在保溫夾層內部設有降溫盤管，降溫盤管的上端設置出水口，下端設置進水口。其中所述的加熱設備可以是本領域常規(guī)的加熱設備，例如電加熱設備。
進一步地，在本發(fā)明所述的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)中，在所述罐體的側壁還可開設有一個或多個觀察窗，用于觀察罐體液體的位置。
進一步地，在本發(fā)明所述微生物培養(yǎng)系統(tǒng)中，所述水處理設備包括水滅菌部件、凈化部件和/或水質改善部件，所述滅菌部件、凈化部件或水質改善部件的一端連接水源，另一端連接培養(yǎng)罐；所述的滅菌部件、凈化部件和水質改善部件依次連接，滅菌部件連接水源，和水質改善部件連接培養(yǎng)罐。更具體地，其中所述的滅菌部件為紫外線滅菌部件；凈化部件為一級或多級過濾部件；水質改善部件為除氯設備和/或水質軟化設備。
進一步地，在本發(fā)明所述的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)中，所述加氣攪拌設備包括氣罐和循環(huán)泵，所述循環(huán)泵的進氣口通過管道與培養(yǎng)罐的底部連接，所述循環(huán)泵的出氣口通過管道與培養(yǎng)罐的頂部連接。更具體地，所述的循環(huán)泵還包括氣體吸入裝置和氣體過濾器，所述的氣體過濾器用于在所述攪拌設備為加氣狀態(tài)時，對所吸入的氣體進行過濾，以除去氣體中的雜質和雜菌。
進一步地，在本發(fā)明所述的節(jié)能節(jié)水型微生物培養(yǎng)系統(tǒng)中，所述的自動控制設備包括數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集培養(yǎng)罐的溫度；中央處理模塊，用于接受所述數(shù)據(jù)采集模塊傳送來的溫度數(shù)據(jù)，并結合內部存儲的程序，發(fā)出執(zhí)行指令；執(zhí)行模塊，用于接收所述中央處理模塊發(fā)出的執(zhí)行指令，對培養(yǎng)罐啟動或停止加熱，開啟或關閉水處理設備，啟動或停止攪拌設備。
更具體地，在所述的節(jié)能節(jié)水型微生物培養(yǎng)系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括位于培養(yǎng)罐的罐體內的溫度傳感器；所述中央處理模塊包括單片機或可編程控制器或計算機；所述執(zhí)行模塊位于培養(yǎng)罐的罐體內的回熱器、各種閥門和/或電機控制器。
為了清楚地了解本發(fā)明的微生物培養(yǎng)設備的原理，可參見圖1，圖1為本發(fā)明微生物培養(yǎng)設備的原理圖。本發(fā)明微生物培養(yǎng)設備包括培養(yǎng)罐1，水處理設備2，攪拌設備3，自動控制設備4，所述培養(yǎng)罐1用于培養(yǎng)基的加熱、滅菌、降溫和微生物培養(yǎng)；所述水處理設備2通過管道與所述培養(yǎng)罐1連接，用于對培養(yǎng)基降溫的水進行處理，使之符合培養(yǎng)過程的水質要求；所述攪拌設備3通過管道與所述培養(yǎng)罐1連接，用于對所述培養(yǎng)罐1內的液體進行攪拌，使所述培養(yǎng)罐1內的液體充分混合；所述自動控制設備4與培養(yǎng)罐、水處理設備、攪拌設備電性連接，用于控制培養(yǎng)罐的加熱過程、水處理過程和攪拌過程。
在本發(fā)明微生物培養(yǎng)設備中，罐體的加熱設備只針對罐體內三分之一到四分之一的培養(yǎng)基加熱，因此溫度提升迅速，能耗大大降低，能適應廣大無動力電的農村地區(qū)使用。另外采用熱油加熱方式，由于熱油沸點高，因此熱傳導效率大大提高，升溫速度加快，加熱滅菌過程中的熱損失降低，也有利于節(jié)約能源。據(jù)測算，該設備是傳統(tǒng)微生物培養(yǎng)器耗電量的四分之一到五分之一。
在本發(fā)明微生物培養(yǎng)設備的降溫過程中，由于常溫無菌水體是滅菌培養(yǎng)基體積的2-3倍，因此當過濾后的無菌水注入時，罐內液體溫度自然降低到培養(yǎng)溫度左右，在這個過程中無需進行額外的冷卻操作。如果冷卻后溫度不能達到符合的準確要求時，如夏天水溫較高時，可通過向降溫盤管加注少量冷卻水就可以到達培養(yǎng)溫度，因此該設備可基本上不使用冷卻水，或只使用很少的冷卻水即可滿足培養(yǎng)基降溫的需要。
在本發(fā)明微生物培養(yǎng)設備中，沒有采用常規(guī)的在罐頂直接加裝的攪拌泵，這種攪拌方式的確定是由于攪拌泵倒置設置，非常容易造成泵內潤滑油污泄露進罐體，破壞微生物的培養(yǎng)環(huán)境，影響培養(yǎng)效果；同時，槳葉式的攪拌模式，也不能很好解決上下層不同密度物質間的循環(huán)平衡，影響攪拌和培養(yǎng)效果。本發(fā)明采用攪拌加氣設備，該設備包括循環(huán)泵和供氣系統(tǒng)，所述的循環(huán)泵可使罐內物料在循環(huán)狀態(tài)得到充分攪拌，使所述培養(yǎng)罐內的液體充分混合。在需要加氣的培養(yǎng)過程中，加氣也可以對培養(yǎng)液產生攪拌作用。
綜上所述，本發(fā)明將傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)設備和方法進行了如下的改進(1)將培養(yǎng)基的簡單加熱滅菌方式改為部分培養(yǎng)基的加熱滅菌和水的無菌化處理兩個過程，大大降低了電能和冷卻水的消耗；(2)將傳統(tǒng)的機械攪拌方式改為泵循環(huán)加氣方式，大大提高了攪拌效率和在培養(yǎng)需氧菌時的溶氧效率。在作上述改進之后，本發(fā)明的微生物培養(yǎng)設備無需使用380伏的動力用電，用普通的市電即可。由于能耗、水耗降低，且對電力負荷要求不高，因此有很大的推廣空間。將其用于飼料生產時，其生產的制劑能幫助農戶減少藥物的使用，生產符合生態(tài)要求的畜禽產品，極大提高養(yǎng)殖戶的養(yǎng)殖效益。
本發(fā)明的另一目的是提供了一種新的微生物培養(yǎng)方法，該方法包括應用本發(fā)明的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)進行培養(yǎng)基的加熱、滅菌和微生物的培養(yǎng)，該方法的特征在于加熱滅菌后的培養(yǎng)基的降溫處理主要是通過加入常溫的水來實現(xiàn)；以及培養(yǎng)過程中不進行攪拌或通過加氣進行攪拌。
本發(fā)明提供了一種微生物培養(yǎng)方法，該方法包括1、培養(yǎng)基的加熱滅菌；2、培養(yǎng)基的降溫處理；和3、按照所培養(yǎng)菌種的需要培養(yǎng)溫度和時間進行微生物培養(yǎng)；其特征在于所述的微生物培養(yǎng)是上文所述的微生物培養(yǎng)設備中進行的。
具體的，本發(fā)明的微生物培養(yǎng)方法包括1、培養(yǎng)基的加熱滅菌將微生物培養(yǎng)基加入本發(fā)明微生物培養(yǎng)系統(tǒng)的培養(yǎng)罐，將其加熱至滅菌溫度并保持該溫度一定的時間，以完成培養(yǎng)基的滅菌；2、水處理和培養(yǎng)基的降溫處理使水經過本發(fā)明的水處理系統(tǒng)處理，使之符合培養(yǎng)過程水質要求。
將一定量常溫的、經過水處理系統(tǒng)處理的符合培養(yǎng)過程水質要求的水加入培養(yǎng)罐，使罐中培養(yǎng)基的溫度下降至基本符合培養(yǎng)需要的溫度，略作加溫或降溫處理就能達到額定培養(yǎng)溫度；和3、按照所培養(yǎng)菌種的需要培養(yǎng)溫度和時間進行微生物培養(yǎng)。
更具體的，本發(fā)明的微生物培養(yǎng)方法包括1、培養(yǎng)基的加熱滅菌將微生物培養(yǎng)基加入本發(fā)明微生物培養(yǎng)系統(tǒng)的培養(yǎng)罐，其體積是罐體體積的三分之一到四分之一，將其加熱至滅菌溫度并保持滅菌溫度以滅菌所需的時間，以完成培養(yǎng)基的滅菌；2、水處理和培養(yǎng)基的降溫處理使水經過本發(fā)明的水處理系統(tǒng)處理，使之符合培養(yǎng)過程水質要求。將水通過紫外線滅菌設備進行滅菌操作；然后進入過濾器進行三級過濾，去除水中雜質和剩余細菌；最后進入水質改善裝置進行水質改善，以克服不同地區(qū)水質差異；經過以上步驟處理后的水完全符合培養(yǎng)過程的水質要求；將常溫的、經過水處理系統(tǒng)處理的符合培養(yǎng)過程水質要求的水加入培養(yǎng)罐，上述水的體積是培養(yǎng)基體積的兩倍到三倍，混合后罐中液體的溫度下降至基本符合微生物培養(yǎng)的溫度，例如35度左右，略作加溫或降溫處理就能達到額定培養(yǎng)溫度，如果溫度仍然過高，或靜置冷卻或通過罐體保溫夾層內部設置的降溫盤管進行調整；和3、定溫培養(yǎng)在混合后的液體溫度到達培養(yǎng)溫度后，向培養(yǎng)基中接種菌種，進行充分攪拌后，由控制器設置額定培養(yǎng)溫度，此時培養(yǎng)器進入自動培養(yǎng)過程，直到系統(tǒng)設置的培養(yǎng)時間為止；在培養(yǎng)過程中可視需要進行攪拌或加氣操作。
由于本發(fā)明的方法將培養(yǎng)基的加熱滅菌過程改為部分培養(yǎng)基的加熱滅菌和水的無菌化處理兩個過程，大大降低了電能和冷卻水的消耗；并且，該方法將傳統(tǒng)的機械攪拌方式改為泵循環(huán)(加氣)方式，大大提高了攪拌效率和在培養(yǎng)需氧菌時的溶氧效率。在作上述改進之后，本發(fā)明的微生物培養(yǎng)方法能耗、水耗降低，且對電力負荷要求不高，因此有很大的推廣空間。將其用于微生物飼料添加劑生產時，將會極大提高養(yǎng)殖戶的養(yǎng)殖效益。
本發(fā)明的方法可應用于各種養(yǎng)殖(畜禽養(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖)、種植、水產養(yǎng)殖水體凈化、污水處理等領域微生物制劑的培養(yǎng)，特別是適用于規(guī)?；B(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)、蔬菜種植區(qū)、污水處理廠等。其制劑能調整和提高畜禽機體各器官功能，增加免疫力，提高飼料轉化，從而促進畜禽生長和繁殖、提高存活率、防病治病，在提高畜禽產品品質、凈化養(yǎng)殖環(huán)境、提高經濟效益方面效果明顯。
以下結合附圖和具體的實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細的說明。


圖1為本發(fā)明微生物培養(yǎng)設備的原理圖；圖2為本發(fā)明微生物培養(yǎng)設備的一個實施方案的結構示意圖；圖3為圖2的俯視圖的示意圖；圖4為本發(fā)明微生物培養(yǎng)設備的一個實施方案的自動控制設備原理圖。
具體實施例方式
下面通過具體的實施方式對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，其中例舉的實施例僅僅是對本發(fā)明的說明，而不會以任何方式限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1本發(fā)明的微生物培養(yǎng)設備圖2和圖3為本發(fā)明微生物培養(yǎng)設備的一個實施方案，在本實施方案中，所述培養(yǎng)罐1、水處理設備2、攪拌設備3和自動控制設備4通過支架5支撐，水處理設備2通過管道6與水源連接。
所述的培養(yǎng)罐1包括罐體11和加熱層12，所述加熱層12位于罐體11的底端，在該加熱層12中加入油，通過加熱器121將油加熱，由該熱油為罐體11加熱，為了觀察油的位置，在該加熱層12還連接有油位觀察計122；在罐體11的底端設有出料孔，通過與其連接的出料管16將罐體11內部的液體排出，至于何時排出，通過控制該出料管16上的閥門161實現(xiàn)。
在罐體11的頂部設有觀察操作孔13、投料孔14、與水處理設備和攪拌設備連接的孔15，該孔15通過管線分別與水處理設備2和攪拌設備3連接，并且在連接水處理設備2和攪拌設備3的管線上設有閥門，用于控制培養(yǎng)罐1與水處理設備2或攪拌設備3的連接。在本實施例中，水處理設備2和攪拌設備3共用一個孔15與培養(yǎng)罐1連接，當然也可以通過不同的孔與培養(yǎng)罐1連接，在此不再贅述。
另外，在罐體11的頂部還設有呼吸器17，照明燈18。
所述罐體11的側壁設有保溫夾層110，并且，在保溫夾層110內部設有降溫盤管111，降溫盤管的上端設置出水口1111，下端設置進水口1110。
為了觀察罐體11內部液體的位置，在所述罐體側壁開設有一個或多個觀察窗，如本實施例中的觀察窗112、113，其中，觀察窗112用于觀察加入的培養(yǎng)基和水的混合液體在罐體11內部的位置；觀察窗113用于觀察加入經過水處理后的冷卻水后的混合液體在罐體11內部的位置。
水處理設備2一般包括水滅菌部件、凈化部件和水質改善部件，或者只有上述部件中的一件或任意幾件的組合。在本實施例中，包括了上述的三種部件。其中，所述的滅菌部件為紫外線滅菌部件21；凈化部件為三級過濾部件，即一級過濾部件22、二級過濾部件23、精密過濾部件24；水質改善部件25為除氯設備和水質軟化設備。紫外線滅菌部件21的一端連接水源，另一端依次連接一級過濾部件22、二級過濾部件23、精密過濾部件24、水質改善部件25，水質改善部件25通過管線連接培養(yǎng)罐1。對水進行處理時，打開紫外線滅菌部件21與水源連接閥門26，水依次經過紫外線滅菌部件21的滅菌，一級過濾部件22、二級過濾部件23、精密過濾部件24的過濾，由于各地區(qū)的水質可能含有不同的離子，為達到培養(yǎng)基的水質要求，需要經過水質改善部件2的水質改善。當需要對培養(yǎng)罐1內的培養(yǎng)基進行冷卻時，打開閥門27和151，這樣，水處理設備2中的已經過處理的符合要求的水便沿著管道進入培養(yǎng)罐1的罐體11，與培養(yǎng)基混合，對其降溫、冷卻。
攪拌設備3包括循環(huán)泵31，所述循環(huán)泵31的進水口通過管道與培養(yǎng)罐的底部連接，所述循環(huán)泵的出水口通過管道與培養(yǎng)罐的頂部的孔15連接。對于進水、排水的控制通過閥門33、34、151實現(xiàn)。在本發(fā)明中，對于培養(yǎng)罐1內液體的充分混合、攪拌，不再采用傳統(tǒng)的槳葉攪拌方式，而是采用抽吸式，即，通過循環(huán)泵31將培養(yǎng)罐1內的液體從底部抽出，再從頂部灌入，這種抽吸式攪拌使罐內上下層不同密度物質交換充分，得到最充分混合，攪拌效率和攪拌均勻程度大幅提高，有利于微生物的培養(yǎng)。
另外，本發(fā)明中的循環(huán)泵31還包括氣體吸入裝置(圖中未示出)和氣體過濾器，具有對氣體的抽吸、過濾的功能。這樣，本發(fā)明還可以用于一些需要某種氣體菌的培養(yǎng)。在加氣時，通過氣體過濾器對加入的氣體進行過濾，除去雜質、雜菌等。在本發(fā)明中，氣體過濾器為空氣過濾器32，傳統(tǒng)的加氣方式只是簡單將空氣通過管道輸入到罐體內部，這種方式的溶氧效率較低，且罐內的加氣管道非常容易形成不易清洗的衛(wèi)生死角。本發(fā)明采用在循環(huán)泵內循環(huán)攪拌過程中的加氣方式，加大了空氣和水的接觸面和接觸壓力，因此溶氧效果大大提高，在培養(yǎng)需氧菌時效果十分顯著。
自動控制設備4如圖4所示，包括數(shù)據(jù)采集模塊41，用于采集培養(yǎng)罐的溫度；中央處理模塊42，用于接收所述數(shù)據(jù)采集模塊傳送來的溫度數(shù)據(jù)，并結合內部存儲的程序，發(fā)出執(zhí)行指令；執(zhí)行模塊43，用于接收所述中央處理模塊發(fā)出的執(zhí)行指令，對培養(yǎng)罐加熱或停止加熱，開啟或關閉水處理設備，啟動或停止攪拌設備或者是啟動或停止加氣設備。在本實施例中，所述數(shù)據(jù)采集模塊41包括位于培養(yǎng)罐1的罐體內的溫度傳感器；所述中央處理模塊42包括單片機；所述執(zhí)行模塊43位于培養(yǎng)罐的罐體內的加熱器、各種閥門和/或電機控制器。并且，為便于觀察培養(yǎng)的進度，本實施例還包括顯示模塊44，可以是液晶顯示屏，也可以是數(shù)碼管，在本實施例中采用的是液晶顯示屏，用于顯示罐體11內的溫度，自動按照程序要求顯示加溫、降溫、恒溫、循環(huán)攪拌、加氣等自動化操作。
為了對培養(yǎng)罐1的罐體進行清洗，在自動控制設備4的控制程序中設置了清洗功能，與水源連接的管道6通過閥門61與培養(yǎng)罐1的罐體相通，在罐體內設有一清洗球62，當需要清洗時，關閉水處理設備2和攪拌設備3，打開閥門61，水從的管道6進入培養(yǎng)罐1的罐體內部，通過清洗球62對罐體內部進行清洗，清洗完后，打開培養(yǎng)罐1底部的出料管的閥門161，將污水排出。本發(fā)明清洗徹底，操作方便。
實施例2益生菌釀酒酵母的培養(yǎng)1、在有效容積300升的培養(yǎng)罐中，從罐體頂部的操作孔加入培養(yǎng)基，所述的培養(yǎng)基為葡萄糖3kg、硫酸銨1.5kg、酵母膏1.5kg、硫酸鎂0.9kg、磷酸氫二鈉1kg、磷酸二氫鉀0.2kg和水，總體積為大約80升；2、打開機器電源，按下控制面板上循環(huán)攪拌開關，將罐內的培養(yǎng)基加熱至95℃時，停止加熱，并且維持此溫度30分鐘；3、打開水凈化裝置及其連接至罐體頂部的管道閥門，將水凈化系統(tǒng)管道與水管連接，打開水源，水質經過凈化除菌后加入罐內，加入體積是使總體積達到300升左右；此時液體的溫度為27℃左右，打開降溫管道閥門，與水源連接，打開水源，對罐內液體進行降溫，直到溫度為25℃左右；4、打開循環(huán)泵與罐體連接的各個閥門，打開循環(huán)泵開關，使罐內液體充分混合；5、對操作間及使用工具進行消毒滅菌后，打開罐體頂部投料孔，將釀酒酵母固體菌種100g加入罐內，有效活菌數(shù)為1.0×1010cfu/ml，蓋緊蓋子；6、開啟培養(yǎng)鍵，打開循環(huán)泵及加氧功能開關，對培養(yǎng)液進行攪拌加氧培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為24小時；
7、待循環(huán)攪拌均勻后，關閉循環(huán)泵開關，打開下部出料口閥門，將罐內培養(yǎng)完畢的液體放出保存。
8、打開清洗球閥門，打開水源開關，對罐內進行清洗。
由此得到300升活性酵母液體培養(yǎng)液，其有效的活菌數(shù)為1.0×109cfu/ml。該培養(yǎng)液主要用于用于養(yǎng)殖業(yè)，通過動物飲水、飼喂該培養(yǎng)液后，可調節(jié)畜禽胃腸道功能、提高機體免疫力、提高飼料轉化率、改善養(yǎng)殖環(huán)境和減少化學藥物使用量。
以上實施例僅用以說明本發(fā)明而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種微生物培養(yǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于培養(yǎng)基的加熱、滅菌、降溫和微生物培養(yǎng)的培養(yǎng)罐；用于制備符合微生物培養(yǎng)過程水質要求的水處理設備；攪拌加氣設備和自動控制設備，其特征在于所述的培養(yǎng)罐的加熱設備位于罐體的底端，用于加熱罐體內只有罐體體積三分之一到四分之一的培養(yǎng)基；所述的攪拌加氣設備為循環(huán)泵。
2.根據(jù)權利要求1所述的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述培養(yǎng)罐罐體的側壁設有保溫夾層，在保溫夾層內部可任選的設有降溫盤管。
3.根據(jù)權利要求1所述的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述水處理設備包括水滅菌部件、凈化部件和/或水質改善部件，所述的滅菌部件、凈化部件和水質改善部件依次連接，滅菌部件連接水源，和水質改善部件連接培養(yǎng)罐；其中所述的滅菌部件為紫外線滅菌部件；所述的凈化部件為一級或多級過濾部件；水質改善部件為除氯設備和水質軟化設備。
4.根據(jù)權利要求1所述的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述攪拌加氣設備包括循環(huán)泵和供氣系統(tǒng)，所述的循環(huán)泵包括氣體吸入裝置和氣體過濾器，用于需要加氣時，吸入并過濾凈化所需要的氣體。
5.根據(jù)權利要求1所述的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于所述的自動控制設備包括數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集培養(yǎng)罐的溫度；中央處理模塊，用于接收所述數(shù)據(jù)采集模塊傳送來的溫度數(shù)據(jù)，并結合內部存儲的程序，發(fā)出執(zhí)行指令；執(zhí)行模塊，用于接收所述中央處理模塊發(fā)出的執(zhí)行指令，對培養(yǎng)罐啟動或停止加熱，開啟或關閉水處理設備，啟動或停止攪拌設備。
6.一種微生物培養(yǎng)方法，該方法包括(1)培養(yǎng)基的加熱滅菌；(2)培養(yǎng)基的降溫處理；和(3)按照培養(yǎng)菌種所需的培養(yǎng)溫度和時間進行微生物培養(yǎng)；其特征在于所述的微生物培養(yǎng)是在權利要求1-5所述的微生物培養(yǎng)設備中進行的。
7.根據(jù)權利要求6所述的微生物培養(yǎng)方法，該方法包括(1)培養(yǎng)基的加熱滅菌將微生物培養(yǎng)基加入權利要求1-5所述的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)的培養(yǎng)罐，將其加熱至滅菌溫度并保持該溫度一定的時間，以完成培養(yǎng)基的滅菌；(2)水處理和培養(yǎng)基的降溫處理使水經過本發(fā)明的水處理系統(tǒng)處理，使之符合微生物培養(yǎng)水質要求；將一定量自然溫度的、經過水處理系統(tǒng)處理的、符合微生物培養(yǎng)水質要求的水加入培養(yǎng)罐，使罐中培養(yǎng)基的溫度下降至基本符合培養(yǎng)需要的溫度；和(3)按照培養(yǎng)菌種所需的培養(yǎng)溫度和時間進行微生物培養(yǎng)。
8.根據(jù)權利要求7所述的微生物培養(yǎng)方法，該方法包括(1)培養(yǎng)基的加熱滅菌將微生物培養(yǎng)基加入權利要求1-5所述的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)的培養(yǎng)罐，所述培養(yǎng)基的體積是罐體有效容積的三分之一到四分之一，將其加熱至滅菌溫度并保持滅菌溫度以滅菌所需的時間，以完成培養(yǎng)基的滅菌；(2)水處理和培養(yǎng)基的降溫處理使水經過本發(fā)明的水處理系統(tǒng)處理，使之符合微生物培養(yǎng)水質要求；將一定量自然溫度的、經過水處理系統(tǒng)處理的、符合微生物培養(yǎng)水質要求的水加入培養(yǎng)罐，上述水的體積是培養(yǎng)基體積的兩倍到三倍，混合后罐中液體的溫度下降至基本符合微生物培養(yǎng)的溫度，如略有偏差，可作加溫或降溫處理以達到額定培養(yǎng)溫度；和(3)定溫培養(yǎng)在混合后的液體溫度到達培養(yǎng)溫度后，向培養(yǎng)基中接種菌種，進行充分攪拌后，在設定的培養(yǎng)溫度下進行培養(yǎng)，直到微生物培養(yǎng)所需要的培養(yǎng)時間為止。
9.根據(jù)權利要求6-8任意一項所述的微生物培養(yǎng)方法，其中還包括在培養(yǎng)過程中視需要任選的進行加氣操作。
10.應用權利要求1-5任意一項所述的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)或權利要求6-9任意一項所述的微生物培養(yǎng)方法生產各種養(yǎng)殖、種植、水產養(yǎng)殖水體凈化、污水處理領域用的微生物制劑。
全文摘要
一種微生物培養(yǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于培養(yǎng)基加熱、滅菌和微生物培養(yǎng)培養(yǎng)罐；水處理設備；加氣攪拌設備和自動控制設備；其特征在于所述培養(yǎng)罐的加熱設備位于罐體的底端，用于加熱罐體內只有罐體體積三分之一到四分之一的培養(yǎng)基。本發(fā)明還公開了一種微生物培養(yǎng)方法，該方法的特征在于所述的微生物培養(yǎng)是在本發(fā)明的微生物培養(yǎng)設備中進行的。本發(fā)明的微生物培養(yǎng)系統(tǒng)和方法使培養(yǎng)基的加熱滅菌過程轉換為部分培養(yǎng)基的加熱滅菌和水的無菌化處理兩個過程，并將傳統(tǒng)的機械攪拌改為循環(huán)加氣攪拌，因此大大降低了能源和水的消耗。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法適用于生產畜類、家禽或魚類的飼料。
文檔編號C12M3/00GK1850963SQ20061005714
公開日2006年10月25日 申請日期2006年3月10日 優(yōu)先權日2006年3月10日
發(fā)明者張雷 申請人:張雷