本實用新型涉及一種混合培養(yǎng)裝置，特別應(yīng)用在泥沙運動學(xué)沉降密實試驗或起動沖刷試驗研究領(lǐng)域的菌泥混合培養(yǎng)中。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的泥沙運動學(xué)中往往不考慮微生物的影響，但實際上微生物是地球上數(shù)目最多、分布最廣、個體最小的生命體，其在自然界中大多是以附著狀態(tài)而非游離狀態(tài)存在，當(dāng)微生物吸附在泥沙表面并分泌胞外聚合物(EPS)后，將改變泥沙本身的物理化學(xué)特性，從而影響泥沙密度、起動、沉降、密實等特性，所以要真正掌握自然環(huán)境中的泥沙特性，應(yīng)充分考慮微生物產(chǎn)生的影響。因此，針對微生物與泥沙相互作用的研究越來越多，而且在港口航道中也出現(xiàn)了應(yīng)用微生物延緩泥沙密實進而延長適航水深利用周期的技術(shù)。為了使微生物更好地吸附到泥沙顆粒上，需要將選定的微生物和泥沙混合后進行培養(yǎng)。

泥沙運動，如自重作用下的泥沙沉降密實、波浪水流作用下的泥沙起動及沖刷等等都是泥沙的群體運動性質(zhì)。實驗室內(nèi)開展這些沉降密實試驗或起動沖刷試驗，都需要大量的泥沙，往往至少是數(shù)百或數(shù)千公斤，規(guī)模遠(yuǎn)大于常規(guī)的生物試驗室的試管或培養(yǎng)罐內(nèi)的微生物培養(yǎng)。懸浮在混合液中的泥沙會在自重作用下沉降密實，而大數(shù)量的泥沙會發(fā)生群體性沉降，若不擾動泥沙將會沉降在容器的底部并逐漸密實，而水體及大部分微生物將會留在上層，失去了混合培養(yǎng)的意義，因此培養(yǎng)過程中需要避免泥沙的沉降。

另外，為促進微生物的生長繁殖，往往需要適宜溫度的培養(yǎng)環(huán)境。而對于好氧菌，培養(yǎng)過程則中需要消耗大量的氧氣以促進其生長。有時培養(yǎng)過程還需要模擬某種特殊環(huán)境(如需要一定的壓力(氣壓或水壓)等)，因此培養(yǎng)中還需要調(diào)節(jié)和控制環(huán)境壓力。

而目前市面上沒有針對沉降密實試驗或起動沖刷試驗所設(shè)計的微生物與泥沙混合培養(yǎng)的裝置，難以滿足培養(yǎng)過程中的大容量、防止泥沙沉降密實、持續(xù)供氧、自動取樣、自動調(diào)溫調(diào)壓等需求。因此提供一種能有效防止泥沙沉降密實、持續(xù)供氧、控溫控壓、能自動取樣且大容量的混合培養(yǎng)裝置以進行菌泥混合培養(yǎng)己成為當(dāng)務(wù)之亟。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有市面上混合培養(yǎng)裝置功能單一的缺點，本實用新型提供一種混合培養(yǎng)裝置，通過設(shè)置通氣防沉裝置和控溫裝置，可持續(xù)給培養(yǎng)物(菌泥)通氣攪動并給其提供所需的培 養(yǎng)溫度促進其培養(yǎng)物生長，具有能持續(xù)供氧、防止培養(yǎng)物(菌泥)沉降密實并能控溫的優(yōu)點。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種混合培養(yǎng)裝置，包括開口處安裝有蓋體的用于盛裝培養(yǎng)物的培養(yǎng)罐、穿過蓋體或培養(yǎng)罐罐體伸入培養(yǎng)罐內(nèi)用于對培養(yǎng)物進行控溫的控溫裝置、穿過蓋體或培養(yǎng)罐罐體伸入培養(yǎng)罐內(nèi)用于給培養(yǎng)物通氣以攪動培養(yǎng)物防止培養(yǎng)物沉淀的通氣防沉裝置以及分別與所述控溫裝置和通氣防沉裝置相連接用于對控溫裝置和通氣防沉裝置進行控制的控制器；所述控溫裝置包括用于給培養(yǎng)物加熱的加熱裝置和與培養(yǎng)物接觸用于感應(yīng)培養(yǎng)物溫度的溫度傳感器，所述加熱裝置和溫度傳感器分別與控制器相連接；所述通氣防沉裝置包括設(shè)在培養(yǎng)罐外的充氣泵和連接在充氣泵出氣口的通氣管，所述通氣管的另一端穿過蓋體或培養(yǎng)罐罐體伸入培養(yǎng)罐內(nèi)底部。

所述培養(yǎng)罐內(nèi)盛裝有培養(yǎng)物(可為由選定菌種和泥沙樣品混摻配制成的高濃度混合液)，充氣泵通過向培養(yǎng)物中充入氣體，為培養(yǎng)物提供生長所需的氣體環(huán)境，并攪動培養(yǎng)物防止其(菌泥混合物中為泥沙)沉降密實，使培養(yǎng)物始終保持均勻混合培養(yǎng)狀態(tài)，利于培養(yǎng)物(菌泥混合物中的微生物)的生長。同時設(shè)置了控溫裝置，溫度傳感器用于監(jiān)控培養(yǎng)物溫度，并將溫度值反饋到控制器用于控制加熱裝置對培養(yǎng)物進行加溫以調(diào)節(jié)培養(yǎng)物的培養(yǎng)溫度，給培養(yǎng)物提供了良好的培養(yǎng)環(huán)境，特別能夠滿足研究泥沙運動學(xué)沉降密實試驗或起動沖刷試驗的菌泥混合物培養(yǎng)所需的防止泥沙沉降密實、供氧、恒溫的培養(yǎng)條件。

所述通氣管位于培養(yǎng)罐外的部分裝有單向氣體滅菌凈化過濾器。

可根據(jù)需要給培養(yǎng)物通入滅菌凈化后的氣體(如空氣)。

所述培養(yǎng)罐的罐壁上設(shè)有用于盛裝加熱介質(zhì)的夾層，所述加熱裝置設(shè)置在所述夾層內(nèi)并與加熱介質(zhì)接觸通過給加熱介質(zhì)加熱以對培養(yǎng)物進行加溫。

所述通氣管位于培養(yǎng)罐內(nèi)底部的部分盤旋成螺旋狀，該部分通氣管沿著螺旋前進方向在管壁上分布有多個通氣孔。

該通氣管的連接和布置合理、方便，不會因彎折導(dǎo)致氣流堵塞。所述通氣管位于培養(yǎng)罐內(nèi)底部的部分(即空氣分流器)以螺旋狀的形態(tài)平鋪于培養(yǎng)罐底部，且其管壁上分布很多通氣孔，通入的氣體從各通氣孔噴出，為所選培養(yǎng)物提供了充足的經(jīng)消毒凈化后的氣體，并能均勻地攪動培養(yǎng)物(如菌泥混合液)，避免培養(yǎng)物(如菌泥混合液中的泥沙)沉降密實。通氣管可為硬質(zhì)管，以便保持通氣的均勻度，防止管道扭曲影響通氣。

所述混合培養(yǎng)裝置還包括與控制器相連接并穿過蓋體伸入培養(yǎng)罐內(nèi)用于控制培養(yǎng)罐內(nèi)壓力的控壓裝置，所述控壓裝置包括分別與控制器相連接的壓力傳感器和壓力調(diào)節(jié)閥，所述壓力調(diào)節(jié)閥位于培養(yǎng)罐外，所述壓力傳感器伸入培養(yǎng)罐內(nèi)并位于培養(yǎng)物液面上方。

壓力調(diào)節(jié)閥用于自動調(diào)節(jié)并保持培養(yǎng)罐內(nèi)的氣壓至設(shè)定值。當(dāng)培養(yǎng)罐氣壓高于設(shè)定值時,控制器即自動打開壓力調(diào)節(jié)閥泄壓，以實現(xiàn)恒壓培養(yǎng)環(huán)境。

所述混合培養(yǎng)裝置還包括與控制器相連接的穿過蓋體伸入培養(yǎng)罐內(nèi)用于抽取培養(yǎng)物的自動取樣裝置，所述自動取樣裝置包括位于培養(yǎng)罐外并通過導(dǎo)管相連接的抽氣裝置和取樣瓶，所述抽氣裝置與控制器相連接，所述取樣瓶瓶口的蓋子上連接有取樣管，該取樣管伸入培養(yǎng)罐內(nèi)培養(yǎng)物的液面下，所述取樣管位于培養(yǎng)罐外的部分設(shè)有截止閥。

所述自動取樣裝置的設(shè)置使得在不打開培養(yǎng)罐蓋體的情況下也能實現(xiàn)采集樣品用于測量分析。所述取樣管可采用硬管，便于定位取樣。

所述抽氣裝置為真空抽氣裝置，該真空抽氣裝置包括通過導(dǎo)管相連接的真空泵和真空瓶，所述真空泵與控制器相連接，所述真空瓶通過導(dǎo)管與取樣瓶相連接。

真空泵用于抽取真空瓶、取樣瓶、取樣管中的空氣并形成負(fù)壓，培養(yǎng)罐內(nèi)的培養(yǎng)物(如菌泥混合液)在負(fù)壓作用下經(jīng)取樣管進入取樣瓶，從而實現(xiàn)在培養(yǎng)期間不打開培養(yǎng)罐封口而采集樣品，其使用方便快捷、結(jié)構(gòu)簡單。

所述控制器上設(shè)有觸摸屏。

觸摸屏可實時顯示培養(yǎng)罐內(nèi)溫度和壓力，并方便操作者操作。

所述培養(yǎng)物為菌泥混合培養(yǎng)物。

所述培養(yǎng)罐的容量可根據(jù)需要進行設(shè)置。

大容量的培養(yǎng)罐可以滿足大量培養(yǎng)培養(yǎng)物的要求，特別適合大量培養(yǎng)與泥沙混合后的微生物，為研究微生物與泥沙相互作用的試驗提供基礎(chǔ)。

所述混合培養(yǎng)裝置同時解決了菌泥混合培養(yǎng)過程中的幾個關(guān)鍵問題，即大容量培養(yǎng)且能自動調(diào)節(jié)溫度壓力、防止泥沙沉降密實、持續(xù)供氧、自動取樣，因此填補了泥沙運動學(xué)沉降密實試驗或起動沖刷試驗所需的微生物與泥沙混合培養(yǎng)裝置的空白。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型申請具有以下優(yōu)點：

1)本申請的混合培養(yǎng)裝置能在培養(yǎng)的過程中給培養(yǎng)物供氣并攪動培養(yǎng)物(如菌泥混合液)，防止培養(yǎng)物(如菌泥混合液中的泥沙)沉降密實，保證培養(yǎng)物保持均勻混合的培養(yǎng)狀態(tài)，同時還能控溫，提高了培養(yǎng)物的培養(yǎng)效果；

2)本申請的混合培養(yǎng)裝置能控壓，以為不同的培養(yǎng)物提供不同的培養(yǎng)環(huán)境；

3)本申請的混合培養(yǎng)裝置還能在不打開培養(yǎng)罐蓋子的情況下自動取樣，方便快捷。

附圖說明

圖1是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例3、10培養(yǎng)罐的剖視圖；

圖5是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例11的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例12的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例13的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15是本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置實施例14的結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號說明：

培養(yǎng)罐1、控溫裝置2、通氣防沉裝置3、控制器4、培養(yǎng)物5、控壓裝置6、自動取樣裝置7、蓋體11、夾層12、加熱裝置21、溫度傳感器22、充氣泵31、通氣管32、觸摸屏41、壓力傳感器61、壓力調(diào)節(jié)閥62、抽氣裝置71、取樣瓶72、導(dǎo)管73、單向氣體滅菌凈化過濾器321、通氣孔322、真空泵711、真空瓶712、取樣管721、截止閥722。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖1-15對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明。

實施例1

如圖1所示，本實用新型所述的一種混合培養(yǎng)裝置，包括開口處安裝有蓋體11的用于盛裝培養(yǎng)物5的培養(yǎng)罐1、穿過蓋體11伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)用于對培養(yǎng)物5進行控溫的控溫裝置2、穿過蓋體11伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)用于給培養(yǎng)物5通氣以攪動培養(yǎng)物5防止培養(yǎng)物5沉淀的通氣防沉裝置3以及分別與所述控溫裝置2和通氣防沉裝置3相連接用于對控溫裝置2和通氣防沉裝置3進行控制的控制器4；所述控溫裝置2包括用于給培養(yǎng)物5加熱的加熱裝置21和與培養(yǎng)物5接觸用于感應(yīng)培養(yǎng)物5溫度的溫度傳感器22，所述加熱裝置21和溫度傳感器22分別與控制器4相連接；所述通氣防沉裝置3包括設(shè)在培養(yǎng)罐外的充氣泵31和連接在充氣泵31出氣口的通氣管32，所述通氣管32的另一端穿過蓋體11伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)底部。

實施例2

如圖2所示，本實施例與實施例1的區(qū)別在于：

所述通氣管32位于培養(yǎng)罐1外的部分裝有單向氣體滅菌凈化過濾器321。

實施例3

如圖3、4所示，本實施例與實施例2的區(qū)別在于：

所述培養(yǎng)罐1的罐壁上設(shè)有用于盛裝加熱介質(zhì)的夾層12，所述加熱裝置21設(shè)置在所述夾層12內(nèi)并與加熱介質(zhì)接觸通過給加熱介質(zhì)加熱以對培養(yǎng)物5進行加溫。所述通氣管32位于培養(yǎng)罐1內(nèi)底部的部分盤旋成螺旋狀，該部分通氣管32沿著螺旋前進方向在管壁上分布有多個通氣孔322。

實施例4

如圖5所示，本實施例與實施例3的區(qū)別在于：

所述混合培養(yǎng)裝置還包括與控制器4相連接并穿過蓋體11伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)用于控制培養(yǎng)罐1內(nèi)壓力的控壓裝置6，所述控壓裝置6包括分別與控制器4相連接的壓力傳感器61和壓力調(diào)節(jié)閥62，所述壓力調(diào)節(jié)閥62位于培養(yǎng)罐1外，所述壓力傳感器61伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)并位于培養(yǎng)物5液面上方。

實施例5

如圖6所示，本實施例與實施例4的區(qū)別在于：

所述混合培養(yǎng)裝置還包括與控制器4相連接的穿過蓋體11伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)用于抽取培養(yǎng)物5的自動取樣裝置7，所述自動取樣裝置7包括位于培養(yǎng)罐1外并通過導(dǎo)管73相連接的抽氣裝置71和取樣瓶72，所述抽氣裝置71與控制器4相連接，所述取樣瓶72瓶口的蓋子上連接有取樣管721，該取樣管721伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)培養(yǎng)物5的液面下，所述取樣管721位于培養(yǎng)罐1外的部分設(shè)有截止閥722。

實施例6

如圖7所示，本實施例與實施例5的區(qū)別在于：

所述抽氣裝置71為真空抽氣裝置，該真空抽氣裝置包括通過導(dǎo)管73相連接的真空泵711和真空瓶712，所述真空泵711與控制器4相連接，所述真空瓶712通過導(dǎo)管73與取樣瓶72 相連接。

實施例7

如圖8所示，本實施例與實施例6的區(qū)別在于：

所述控制器4上設(shè)有觸摸屏41。所述培養(yǎng)物為菌泥混合培養(yǎng)物。

實施例8

如圖9所示，本實施例與實施例1的區(qū)別在于：

控溫裝置2和通氣防沉裝置3均通過培養(yǎng)罐1罐體伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)。

實施例9

如圖10所示，本實施例與實施例8的區(qū)別在于：

所述通氣管32位于培養(yǎng)罐1外的部分裝有單向氣體滅菌凈化過濾器321。

實施例10

如圖4、11所示，本實施例與實施例9的區(qū)別在于：

所述培養(yǎng)罐1的罐壁上設(shè)有用于盛裝加熱介質(zhì)的夾層12，所述加熱裝置21設(shè)置在所述夾層12內(nèi)并與加熱介質(zhì)接觸通過給加熱介質(zhì)加熱以對培養(yǎng)物5進行加溫。所述通氣管32位于培養(yǎng)罐1內(nèi)底部的部分盤旋成螺旋狀，該部分通氣管32沿著螺旋前進方向在管壁上分布有多個通氣孔322。

實施例11

如圖12所示，本實施例與實施例10的區(qū)別在于：

所述混合培養(yǎng)裝置還包括與控制器4相連接并穿過蓋體11伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)用于控制培養(yǎng)罐1內(nèi)壓力的控壓裝置6，所述控壓裝置6包括分別與控制器4相連接的壓力傳感器61和壓力調(diào)節(jié)閥62，所述壓力調(diào)節(jié)閥62位于培養(yǎng)罐1外，所述壓力傳感器61伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)并位于培養(yǎng)物5液面上方。

實施例12

如圖13所示，本實施例與實施例11的區(qū)別在于：

所述混合培養(yǎng)裝置還包括與控制器4相連接的穿過蓋體11伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)用于抽取培養(yǎng) 物5的自動取樣裝置7，所述自動取樣裝置7包括位于培養(yǎng)罐1外并通過導(dǎo)管73相連接的抽氣裝置71和取樣瓶72，所述抽氣裝置71與控制器4相連接，所述取樣瓶72瓶口的蓋子上連接有取樣管721，該取樣管721伸入培養(yǎng)罐1內(nèi)培養(yǎng)物5的液面下，所述取樣管721位于培養(yǎng)罐1外的部分設(shè)有截止閥722。

實施例13

如圖14所示，本實施例與實施例12的區(qū)別在于：

所述抽氣裝置71為真空抽氣裝置，該真空抽氣裝置包括通過導(dǎo)管73相連接的真空泵711和真空瓶712，所述真空泵711與控制器4相連接，所述真空瓶712通過導(dǎo)管73與取樣瓶72相連接。

實施例14

如圖15所示，本實施例與實施例13的區(qū)別在于：

所述控制器4上設(shè)有觸摸屏41。所述培養(yǎng)物為菌泥混合培養(yǎng)物。

本申請混合培養(yǎng)裝置的工作過程如下：

培養(yǎng)期間，關(guān)閉截止閥722，啟動充氣泵31充入空氣，空氣經(jīng)單向氣體滅菌凈化過濾器321、通氣管32及其端部上分布的通氣孔322進入培養(yǎng)罐1內(nèi)，攪拌菌泥混合液培養(yǎng)物5，實現(xiàn)供氧和防止泥沙落淤的目的。充氣過程中，培養(yǎng)罐1內(nèi)中的氣壓會不斷升高，當(dāng)超過壓力調(diào)節(jié)閥62的設(shè)定值時，壓力調(diào)節(jié)閥62打開，部分空氣即通過壓力調(diào)節(jié)閥62排出，從而控制培養(yǎng)罐1中的氣壓恒定為設(shè)定氣壓?？刂破?工作時，通過觸摸屏41設(shè)置所需的菌泥混合液2的培養(yǎng)溫度，通過溫度傳感器22采集菌泥混合液的溫度，并在觸摸屏41上顯示；當(dāng)菌泥混合液的溫度小于設(shè)定值時，控制器4即會控制加熱裝置21開始加熱，從而使菌泥混合液的溫度升高。當(dāng)溫度升高至設(shè)定值時，控制器4即控制加熱裝置21停止工作，從而使菌泥混合液的溫度恒定為設(shè)定的溫度值。同時控制器4工作過程中通過壓力傳感器61采集培養(yǎng)罐1內(nèi)的氣壓，并在觸摸屏41上實時顯示，以供實驗人員查看。當(dāng)需要采集樣品進行測量分析時，打開截止閥722，啟動真空泵711，通過導(dǎo)管73和真空瓶712抽取取樣瓶72和取樣管721中的空氣以形成負(fù)壓，菌泥混合液在負(fù)壓作用下即可流進取樣瓶72，待樣品的量滿足要求后，關(guān)閉真空泵711及截止閥722，取下取樣瓶72，即可取出樣品進行測量分析。

本實用新型所述的混合培養(yǎng)裝置并不只僅僅局限于上述實施例，凡是依據(jù)本實用新型原理的任何改進或替換，均應(yīng)在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。