专利名称：一种规模化培养发菜细胞的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及工厂化培养领域，尤其涉及一种规模化培养发菜细胞的装置。
背景技术：
发菜，为发状念珠蓝细菌的俗称，又名发状念珠藻，是一种名贵陆生性食用蓝藻，因营养丰富、还具有一定的药用价值、且发音与“发财” 二字接近而受到广大消费者，尤其是闽、粤、港澳台及东南亚地区消费者的青睐。国际市场上，发菜供应主要来自蒙古，但加工出售产品的只有日本，其原料为从蒙古进口野生发菜，受原料供应影响，产量不大。长期以来发菜作为一种名贵食品受到消费者的喜爱，但发菜生长极为缓慢，自然蕴藏量相当有限，对发菜无节制的采收已导致发菜资源遭受严重破坏，以致濒临枯竭。2000年7月起国务院于禁止发菜的采收、加工和销售，发菜被列为国家一级重点保护植物，以发菜为原料的生产因此而无法进行，因此急需开展发菜的人工规模化培养。目前已经实现发菜细胞实验室小规模人工培养，但尚未见有人工大规模培养发菜细胞的装置及方法的报道。 2003年1月22日，中国国家知识产权局公开了名为“一种培养发菜细胞的方法”的发明专利，该专利公开的技术方案将野生发菜经培养液浸泡及匀浆处理，然后经光照培养得发菜细胞，此法成功地将野生发菜由陆生环境下转入液体培养基中，使人工培养发菜成为可能。2006年6月28日，中国国家知识产权局公开了名为“发菜细胞固态培养方法”的发明专利，该专利公开的技术方案将活化的发菜细胞悬液，接种于固态培养基质表层，喷洒一定量事先配制好的培养液，在人工控制或自然条件下培养发菜细胞，并进行干湿节律培养，控制适宜的培养条件，实现完全人工培养或野外扩大培养。该技术突破了传统培养方式，力口快了增值速度。2007年10月31日中国国家知识产权局公开了名为“稳定高产发菜多糖的发菜细胞高密度培养的方法”的发明专利，该专利公开的技术方案采取混合营养或异养培养模式，添加有机碳源提高了发菜细胞的生长速度，缩短了发菜细胞的培养周期。2010年9月29日，中国国家知识产权局公开了名为“一种两阶段高效生产发菜细胞及其胞外多糖的方法”的发明专利，该专利公开的技术方案步骤为(I)取发菜细胞种子液接种到培养容器中，培养基是改良的BGll培养基，培养8 10天，(2)像上述培养液中加入中浓度为f20g/L的葡萄糖，培养2 8天，收集发菜细胞，取离心上清液提取培养液中的胞外多糖。此发明涉及的方法有效缩短了发菜细胞的培养周期同时提高了胞外多糖的产量。但以上这些技术方案仅限于实验室小规模培养，所用培养容器也仅限于三角瓶及几十升的玻璃罐，至今没有工厂化培养发菜细胞的装置。
发明内容
本发明的目的在于打破发菜人工养殖产业的空白，提供一种适于工业化、能适应各种培养环境、能生产出高质量发菜细胞并且能大规模连续生产发菜的一种规模化培养发菜细胞的装置。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为:一种规模化培养发菜细胞的装置，装置主体包括圆柱形筒体、圆形上盖、圆形底盖，其特征在于:所述的上盖设有若干孔，分别与在线实时监测装置、进样管、排气管连接；所述的底盖设有若干孔，分别与进气管和排液管连接。前述的一种规模化培养发菜细胞的装置，所述的在线实时监测装置包括PH计、温度计和氧电极。前述的一种规模化培养发菜细胞的装置，所述的进气管末端安装有气泡石，气泡石位于圆柱形筒体的底部且在圆形底盖上方。前述的一种规模化培养发菜细胞的装置，所述的圆柱形筒体安装于不锈钢架上，每个不锈钢架安装若干圆柱形筒体，若干圆柱形筒体依次水平排列组合为一个培养单元。前述的一种规模化培养发菜细胞的装置，所述圆柱形筒体及上、底盖均为PC塑料制成，圆柱形筒 体内径为30cm、高150cm ;圆形上盖和底盖及圆柱形筒体上、下端均具有粗牙普通螺纹，圆形上盖和底盖上的螺纹为突出型，圆柱形筒体上、下端的螺纹为凹入型。前述的一种规模化培养发菜细胞的装置，所述排气管上装有T型夹，T型夹随需要开闭。前述的一种规模化培养发菜细胞的装置，所述进样管与圆柱形筒体连接处加装三通，一端连接培养液分管，一端连接种液进样口，另一端连接圆柱形筒体，三通上装有阀门。前述的一种规模化培养发菜细胞的装置，所述进气管连通圆柱形筒体的一端安装止逆阀。前述的一种规模化培养发菜细胞的装置，所述进气管内的空气由漩涡式通氧机提供，在漩涡式通氧机与进气管之间加装空气过滤装置。前述的一种规模化培养发菜细胞的装置，所述排液管与圆柱形筒体连接处加装三通，一端连接排液总管，一端连接取样口，另一端连接圆柱形筒体，三通上装有阀门。本发明所采用的上述技术方案具有以下优点:圆柱形培养筒采用PC塑料制做，PC塑料具有强度高、硬度大、无毒、透光性好及材质轻等特点；每个圆柱形筒彼此独立，培养液互不通联，这种彼此独立的培养方式可以最大限度的减少污染；装置光径短，光利用率高，生产效率高；每4个或更多个透明培养筒依次排列在不锈钢架子上组合成一个培养单元，节省培养场地，同时可以复制多个此种培养单元，极其适合大规模培养；装置螺纹连接，拆装方便，便于清洗；培养装置为封闭式，整体为一个相对密闭的培养环境，培养装置的进气管安装有空气过滤装置，发菜在此环境下生长不容易受到污染，更好地解决了病虫害的危害，克服了因外部环境变化所带来的不利影响。
图1为单个圆柱形筒构成的培养装置的结构 图2为若干圆柱形筒构成的培养单元的结构 其中，1-T型夹；2_排气管；3-PH计；4_温度计；5_氧电极；6_进样管；7-阀门；8-配液分管；9_配液总管；10_三通；11_上盖；12_圆柱形筒体；13-气泡石；14_底盖；15_螺纹；16-阀门；17_取样口 ；18_三通；19_排液总管；20_排液分管；21_止逆阀；22_进气分管；23-进气总管；24_不锈钢架；25_轮子。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。根据图1和图2，一种规模化培养发菜细胞的装置，装置主体包括圆柱形筒体12、圆形上盖11、圆形底盖14，其特征在于:所述的上盖11设有若干孔，圆形上盖11开有五个孔，分别为PH计、温度计、氧电极安装孔、排气管孔、培养液及种液进样管孔，分别与在线实时监测装置、进样管6、排气管2连接 ；所述的底盖14设有若干孔，分别为进气管孔和排液管孔，分别与进气管(包括进气总管23和进气分管22)和排液管(包括排液总管19和排液分管20)连接。在线实时监测装置包括PH计3、温度计4和氧电极5，分别用于监测发菜细胞培养液(由发菜细胞种液和培养液组成)的PH值、温度和氧含量。进气管末端安装有气泡石13，气泡石13位于圆柱形筒体12的底部且在圆形底盖14上方。圆柱形筒体12安装于不锈钢架24上，每个不锈钢架24安装若干(4个以上)圆柱形筒体12，若干圆柱形筒体12依次水平排列组合为一个单兀。圆柱形筒体12及上、底盖均为PC塑料制成，此PC塑料具有强度高、耐高温、无毒、透明性好等特点，其还具有优良的抗冲击性和高度的尺寸稳定性。圆柱形筒体12内径为30cm、高150cm,为封闭透明圆柱形筒；圆形上盖11和底盖14及圆柱形筒体12上、下端均具有粗牙普通螺纹，圆形上盖11和底盖14上的螺纹为突出型，圆柱形筒体12上、下端的螺纹为凹入型，螺纹设置是为方便拆卸，便于对圆柱形筒体12内壁的清洗。所述圆柱形筒体12的内壁厚度为Icm,上、下两端带螺纹处厚度为2cm,圆形上盖的厚度为7cm,圆形底盖的厚度为10cm。排气管2上装有T型夹1，T型夹I随需要开闭。进样管6与圆柱形筒体12连接处加装三通10，一端连接培养液分管，一端连接发菜细胞种液进样口，另一端连接圆柱形筒体12，三通10上装有阀门7。进气管(包括进气总管23和进气分管22)连通圆柱形筒体12的一端安装止逆阀21，防止圆柱形筒体12内的培养液倒流入进气管。进气管内的空气由漩涡式通氧机提供，在漩涡式通氧机与进气管之间加装空气过滤装置。排液管与圆柱形筒体12连接处加装三通18，一端连接排液总管19，一端连接取样口 17，另一端连接圆柱形筒体12，三通19上装有阀门16。本发明的培养装置(圆柱形筒)是全封闭的，可以在厂房内培养，可以在塑料大棚或玻璃温室内培养，也可以在露天条件下培养。圆柱形体12外部加装有不锈钢支架24，每个支架上安装4个或更多的圆柱形筒体12组成一个单元，支架下方安装轮子25，方便移动。
本装置主要由加样装置、实时监测装置、进气及排气装置和排液装置四部分组成。加样装置包括配液总管9、配液分管8和进样管6，配液总管9与配液池相连，在配液池中将发菜生长所需的营养物质按比例配置好，然后通过配液总管9配送入各个培养单元，并通过配液分管8输送入每个圆柱形筒体12内。在对圆柱形筒体12内加入适量培养液后，通过进样管6加入适量的发菜细胞种。
进气及排气装置包括与漩涡式增氧机相连的进气总管23和进气分管22，以及位于圆形上盖上的排气管2 ;在圆柱形筒体12内底部进气分管的末端装有气泡石13，在进气分管22与圆柱形筒体12相连接的地方安装有止逆阀21，防止在通气停止时培养液逆流回进气管；排气管2上安装有T型夹1，当停止进气时关闭T型夹，防止污浊气体逆流入圆柱形筒体12内。在圆柱形筒体12内加装好培养液及发菜细胞种子液后，开启漩涡式通氧机，气体通过进气管输送到气泡石13，气体经气泡石13形成众多细小的气泡，将培养液与发菜细胞种子搅拌均匀，使发菜种子能循环悬浮于培养液中，以利于光合效率。实时监测装置包括PH值计3、温度计4和氧电极5，通过实时监测装置可对圆柱形筒体12内的培养环境进行实时监管与调控，保证发菜细胞能在一个恒定的环境中健康生长。监测条件及标准为:温度24 26 °C，光照40^50 μ mo I.m_2.s—1，光暗周期12h:12h, pH值 8.0 8.5。排液装置包括与采收车间相连的排液总管19和排液分管20,排液分管上装有三通18, —端与排液总管19相连,一端与圆柱形筒体下盖14相连,另一端与取样口 17相连，三通上装有阀门16，当接种发菜细胞种液及培养液后，控制温度及PH值，通气培养1(Γ15天，在此时间内通过取样管定期取样检测其吸光值，当吸光值达到OD75tlnm为0.6时，即可采收,采收时打开排液分管20，将发菜细胞培养液放出总体积的1/3，同时通过进样管6加入等量的培养液，使发菜细胞培养液一直维持在同等体积。发菜细胞培养过程中容易污染杂菌、杂藻或轮虫等微生物，采用此密闭式培养装置将最大程度的降低污染危险，并且配液池中所用的水为膜过滤纯净水，所通气体也经膜过滤装置处理，杜绝外来污染，并且圆柱形筒体12设计为上盖11和底盖14带螺纹15，可以随意拆卸和组装，方便了圆柱形筒体12的清洗，再次保证培养过程的安全及各个指标的可控。本发明所述装置也适用于螺旋藻、小球藻、盐藻等微藻的培养，同时也适用于生物燃料等新能源产业。上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围。
权利要求
1.一种规模化培养发菜细胞的装置，装置主体包括圆柱形筒体、圆形上盖、圆形底盖，其特征在于:所述的上盖设有若干孔，分别与在线实时监测装置、进样管、排气管连接；所述的底盖设有若干孔，分别与进气管和排液管连接。
2.根据权利要求1所述的一种规模化培养发菜细胞的装置，其特征在于:所述的在线实时监测装置包括PH计、温度计和氧电极。
3.根据权利要求2所述的一种规模化培养发菜细胞的装置，其特征在于:所述的进气管末端安装有气泡石，气泡石位于圆柱形筒体的底部且在圆形底盖上方。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种规模化培养发菜细胞的装置，其特征在于:所述的圆柱形筒体安装于不锈钢架上，每个不锈钢架安装若干圆柱形筒体，若干圆柱形筒体依次水平排列组合为一个培养单元。
5.根据权利要求4所述的一种规模化培养发菜细胞的装置，其特征在于:所述圆柱形筒体及上、底盖均为PC塑料制成，圆柱形筒体内径为30cm、高150cm ;圆形上盖和底盖及圆柱形筒体上、下端均具有粗牙普通螺纹，圆形上盖和底盖上的螺纹为突出型，圆柱形筒体上、下端的螺纹为凹入型。
6.根据权利要求4所述的一种规模化培养发菜细胞的装置，其特征在于:所述排气管上装有T型夹，T型夹随需要开闭。
7.根据权利要求4所述的一种规模化培养发菜细胞的装置，其特征在于:所述进样管与圆柱形筒体连接处加装三通，一端连接培养液分管，一端连接种液进样口，另一端连接圆柱形筒体，三通上装有阀门。
8.根据权利要求4所述的一种规模化培养发菜细胞的装置，其特征在于:所述进气管连通圆柱形筒体的一端安装止逆阀。
9.根据权利要求4所述的一种规模化培养发菜细胞的装置，其特征在于:所述进气管内的空气由漩涡式通氧机提供，在漩涡式通氧机与进气管之间加装空气过滤装置。
10.根据权利要求4所述的一种规模化培养发菜细胞的装置，其特征在于:所述排液管与圆柱形筒体连接处加装三通， 一端连接排液总管，一端连接取样口，另一端连接圆柱形筒体，三通上装有阀门。
全文摘要
本发明涉及工厂化培养领域，尤其涉及一种规模化培养发菜细胞的装置，装置主体包括圆柱形筒体、圆形上盖、圆形底盖，其特征在于所述的上盖设有若干孔，分别与在线实时监测装置、进样管、排气管连接；所述的底盖设有若干孔，分别与进气管和排液管连接。本发明具有以下优点每个圆柱形筒彼此独立，可以最大限度的减少污染；装置光径短，光利用率高，生产效率高；每4个或更多个透明培养筒依次排列在不锈钢架子上组合成一个培养单元，节省培养场地，极其适合大规模培养；装置螺纹连接，拆装方便，便于清洗；培养装置为封闭式，发菜细胞在此环境下生长不容易受到污染，更好地解决了病虫害的危害，克服了因外部环境变化所带来的不利影响。
文档编号C12M1/34GK103173352SQ20131008310
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者于亮, 方芸, 逯志强, 林艳平, 冯俊敏, 王强 申请人:博赢(昆山)生物科技有限公司