一种微生物发酵装置的制作方法

本实用新型涉及一种微生物发酵装置。

背景技术：

微生物发酵技术到今天日益成熟，被运用的各个领域，最早的发酵现象在德国被发现，酶可以让特定的物质发酵这一原理被人们所认知，经过不断发展微生物发酵技术运用越来越广泛，现在我们生活中运用到微生物发酵技术的产品随处可见。我们日常生活中很多的用品，都来得益于微生物发酵技术的发展，如益生菌酸奶制品、发面用的酵母粉、酿酒、酿醋、医药制品、添加微生物饲料等。

微生物发酵饲料应用十分广泛，多数用于畜禽养殖方面，根据发酵时获得的产品不一样，可分为微生物代谢产物发酵、微生物酶发酵、微生物菌体发酵、微生物转化发酵等。我国的微生物资源丰富，用于发酵的微生物主要包括细菌、酵母菌和霉菌等。

微生物发酵技术在医疗制药领域得到广泛运用，运用化学技术和微生物技术一起制作的药物即微生物类药物。

微生物发酵技术被运用到各个领域，人们开始重视对微生物发酵工艺的优化。微生物工业发酵必须用到发酵罐。美、日等国研究出了许多自动化、功能更强的固体发酵反应器，我国也开始进口大量先进的反应器，但这些反应器都很笨重，占地面积大，操作不方便，制作材料成本都很高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种微生物发酵装置。

本实用新型提供的装置，包括反应装置、控温装置和通气装置；

反应装置包括具有上开口的反应容器和与其匹配的容器盖；反应容器和容器盖均为非透明材质；

控温装置包括控温仪1、温度探头3和一个以上加热棒2；温度探头监测发酵体系温度并传输至控温仪，控温仪根据监测温度控制加热棒的温度；

通气装置包括气泵4、一个以上通气管5和与通气管数目相等的气泡石6；通气管一个开口端连接气泡石，另一个开头端连接气泵；由气泵泵入的气体经由通气管通过气泡石排放至发酵体系中。

反应装置为发酵体系提供反应空间。

反应容器可为长方体状、圆柱状、圆台状等。

反应容器的容积可为50l-200l。

反应容器可为容积为50l-200l的不透明塑料桶。

控温装置包括一个加热棒时，将加热棒固定于发酵体系的中心区域。

控温装置包括多个加热棒时，将各个加热棒以均匀分散的方式固定于发酵体系中。

所述加热棒为可调节温度的加热棒。

所述加热棒为20-42℃可调节温度的加热棒。

加热棒借助吸盘固定，吸盘吸附于反应容器的内壁。

加热棒的固定方式为：加热棒通过连接臂连接吸盘，吸盘吸附于反应容器的内壁。

加热棒在发酵体系中竖直放置。

加热棒与控温仪电连接，由控温仪供电并控制温度。

温度探头置于发酵体系的中心区域。

温度探头与控温仪电连接，将监测温度传输至控温仪。

气泡石悬空放置于距离反应容器底部5-10cm范围内。

通气装置包括一个通气管时，1个气泡石悬空放置于距离反应容器底部5-10cm范围内的中心区域。

通气装置包括多个通气管时，多个气泡石以均匀分散的方式悬空放置于距离反应容器底部5-10cm范围内。

加热棒与通气管不接触。

加热棒与通气管尽量远离。

容器盖上设有通孔，以供温度探头与控温仪之间的连接电线穿过。

反应容器侧壁的顶部设有凹槽，以供加热棒与控温仪之间的连接电线穿过和以供通气管穿过。每个加热棒与控温仪之间的连接电线穿过一个凹槽；每个通气管穿过一个凹槽。

反应容器侧壁上靠近上开口的区域设有通孔，以供加热棒与控温仪之间的连接电线穿过和以供通气管穿过。每个加热棒与控温仪之间的连接电线穿过一个通孔；每个通气管穿过一个通孔。

所述微生物发酵装置还包括照明装置；照明装置固定于容器盖面向反应容器的一侧。

所述照明装置为led日光灯。

所述照明装置为可拆卸型。

所述照明装置为充电型照明装置或供电型照明装置。

所述照明装置为供电型照明装置时，容器盖上设有供照明装置的电源线穿过的通孔。

照明装置为一个led日光灯时，位于容器盖面向容器的一侧的中心区域。

照明装置为多个led日光灯时，均匀分散于容器盖面向容器的一侧。

反应装置外部设置隔热层。

隔热层的材质为塑料泡沫。

所述反应容器的下底面装有轮子。

使用所述装置的方法如下：在反应容器中加入用于微生物培养的液体培养基，进行发酵培养；发酵培养的过程中：由温度探头监测发酵体系温度并传输至控温仪，控温仪根据监测温度控制加热棒的温度；由气泵泵入的气体经由通气管通过气泡石排放至发酵体系中。

本实用新型提供的装置制作成本低、占用面积小、操作简单，可以进行二级发酵、三级发酵等，可以实现快速高效的微生物发酵。本实用新型适用于环保领域、农业领域，适于大量推广应用。

附图说明

图1为微生物发酵装置的纵切剖面图(装有发酵体系)。

图2为微生物发酵装置的纵切剖面图(未有发酵体系)。

图3为微生物发酵装置的结构示意图(装有发酵体系)。

图4为微生物发酵装置的结构示意图(未有发酵体系)。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

本实用新型提供的微生物发酵装置的纵切剖面图见图1(装有发酵体系)和图2(未装有发酵体系)。本实用新型提供的微生物发酵装置的结构示意图见图3(装有发酵体系)和图4(未装有发酵体系)。为了结构显示更清晰，图1至图4中仅显示了一个加热棒和一个通气管作为示例。

本实用新型提供的装置，包括反应装置、控温装置和通气装置。反应装置包括具有上开口的反应容器和与其匹配的容器盖；反应容器和容器盖均为非透明材质。控温装置包括控温仪1、温度探头3和一个以上加热棒2；温度探头监测发酵体系温度并传输至控温仪，控温仪根据监测温度控制加热棒的温度。容器盖上设有通孔，以供温度探头与控温仪之间的连接电线穿过。通气装置包括气泵4、一个以上通气管5和与通气管数目相等的气泡石6；通气管一个开口端连接气泡石，另一个开头端连接气泵；由气泵泵入的气体经由通气管通过气泡石排放至发酵体系中。反应容器侧壁的顶部设有凹槽或者反应容器侧壁上靠近上开口的区域设有通孔，以供加热棒与控温仪之间的连接电线穿过和以供通气管穿过。

本实用新型提供的装置，进一步包括隔热层。反应装置外部设置隔热层。

本实用新型提供的装置，进一步包括照明装置。照明装置(例如led日光灯)固定于容器盖面向反应容器的一侧。对于部分微生物来说，无需光照培养，因此也无需照明装置。对于部分微生物来说，需要光照培养(例如某些藻类，更具体例如沼泽红假单细胞菌)，因此需要照明装置。

本实用新型提供的装置，进一步包括设置于反应容器底物的万向轮，以便于移动装置。

以上对实用新型进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本实用新型的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本实用新型。虽然本实用新型给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本实用新型作进一步的改进。总之，按本实用新型的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本实用新型的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。例如，在应用本实用新型提供的微生物发酵装置培养厌氧微生物时，可以去除通气装置。

实施例中采用的加热棒为20-42℃可调节温度的加热棒。实施例中采用的臭氧发生器为深圳市飞立电器科技有限公司的fl-802a手提式臭氧发生器。实施例中采用的防水紫外灯为美国路阳luyor-3115防水led紫外灯。

二级扩繁在一个保温玻璃房内进行。玻璃房房顶和四个墙壁装紫外灯，玻璃房带窗户、通风条件良好。玻璃房内保持清洁，定期消毒。简易发酵前打扫干净房间，先用84消毒液稀释后喷洒灭菌一天，然后紫外灯照射1小时，出入房间的工作人员必须穿工作服戴上手套和鞋套并用75％酒精喷洒全身消毒。发酵结束后移出发酵产物，清理房间，开窗通风，84消毒液消毒结合紫外灯照射。温度探头每次用完后清洗干净，然后喷75％酒精消毒，阴凉处风干。

实施例1、应用微生物发酵装置进行枯草芽孢杆菌的二级扩繁

反应容器为容积为50l的不透明圆柱形塑料桶(具有配套桶盖)，桶壁上靠近开口端设有9个通孔(通孔位于预期发酵体系的液面以上)，加入46l水(可以是去离子水、纯净水、自来水等)。然后固定3个加热棒(3个加热棒均匀分散于液相体系中，每个加热棒的电线穿过1个通孔后接入控温仪)，加入液体培养基中除了“水、大豆粉/玉米粉”以外的成分，然后将温度探头置于预期发酵体系的中心区域(温度探头的电线穿过桶盖中心的通孔后接入控温仪)并盖上桶盖，然后用臭氧发生器灭菌40min，然后将防水紫外灯置于液面以下灭菌20min。然后打开桶盖，加入灭菌后的大豆粉/玉米粉，然后将6个通气管插入液相体系(每个通气管穿过1个通孔，通气管一个开口端连接气泵，另一个开口端连接气泡石，气泡石均匀分散的方式悬浮于距离反应容器底部5-10cm范围内)，然后将防水紫外灯置于液面以下灭菌20min。然后接种枯草芽孢杆菌种子液(接种量为10％)，然后加入20ml消泡剂(培养过程中需要不停通气体，会产生大量的泡沫，因此加入消泡剂，采用的消泡剂具体为灭菌的大豆油)，然后打开气泵，盖上桶盖。然后用塑料泡沫包裹整个反应装置并用胶布缠绕固定，然后在周围环境喷酒精消毒。液体培养基采用lb液体培养基。二级扩繁设置温度为35℃。二级扩繁的时间为2天。

枯草芽孢杆菌种子液的制备方法：取活化好的枯草芽孢杆菌，按2％的接种量接种于装有400mllb液体培养基的摇瓶中，35℃、200rpm振荡培养20h。

lb液体培养基：玉米粉10g、氯化钠10g、大豆粉12g，蒸馏水1000ml；ph7.0。

二级扩繁结束后用稀释涂布平板计数法计算菌浓度。结果表明，没有发生杂菌污染，菌浓度达到4.3×10¹²cfu/ml。

实施例2、应用微生物发酵装置进行啤酒酵母菌的二级扩繁

反应容器为容积为50l的不透明圆柱形塑料桶(具有配套桶盖)，桶壁上靠近开口端设有9个通孔(通孔位于预期发酵体系的液面以上)，加入46l水(可以是去离子水、纯净水、自来水等)。然后固定3个加热棒(3个加热棒均匀分散于液相体系中，每个加热棒的电线穿过1个通孔后接入控温仪)，加入液体培养基中除了“水、大豆粉/玉米粉”以外的成分，然后将温度探头置于预期发酵体系的中心区域(温度探头的电线穿过桶盖中心的通孔后接入控温仪)并盖上桶盖，然后用臭氧发生器灭菌40min，然后将防水紫外灯置于液面以下灭菌20min。然后打开桶盖，加入灭菌后的大豆粉/玉米粉，然后将6个通气管插入液相体系(每个通气管穿过1个通孔，通气管一个开口端连接气泵，另一个开口端连接气泡石，气泡石均匀分散的方式悬浮于距离反应容器底部5-10cm范围内)，然后将防水紫外灯置于液面以下灭菌20min。然后接种啤酒酵母菌种子液(接种量为10％)，然后加入20ml消泡剂(培养过程中需要不停通气体，会产生大量的泡沫，因此加入消泡剂，采用的消泡剂具体为灭菌的大豆油)，然后打开气泵，盖上桶盖。然后用塑料泡沫包裹整个反应装置并用胶布缠绕固定，然后在周围环境喷酒精消毒。液体培养基采用ypd液体培养基。二级扩繁设置温度为28℃。二级扩繁的时间为2天。

啤酒酵母菌的种子液的制备方法：取活化好啤酒酵母菌，按2％的接种量接种于装有400mlypd液体培养基的摇瓶中，28℃、220rpm振荡培养36h。

ypd液体培养基：玉米粉25g、大豆粉20g、葡萄糖20g，蒸馏水1000ml。

二级扩繁结束后用稀释涂布平板计数法计算菌浓度。结果表明，没有发生杂菌污染，菌浓度达到7.9×10¹⁰cfu/ml。

实施例3、应用微生物发酵装置进行罗伊氏乳酸菌的二级扩繁

反应容器为容积为50l的不透明圆柱形塑料桶(具有配套桶盖)，桶壁上靠近开口端设有9个通孔(通孔位于预期发酵体系的液面以上)，加入46l水(可以是去离子水、纯净水、自来水等)。然后固定3个加热棒(3个加热棒均匀分散于液相体系中，每个加热棒的电线穿过1个通孔后接入控温仪)，加入液体培养基中除了“水、大豆粉”以外的成分，然后将温度探头置于预期发酵体系的中心区域(温度探头的电线穿过桶盖中心的通孔后接入控温仪)，然后盖上桶盖，然后用臭氧发生器灭菌40min，然后将防水紫外灯置于液面以下灭菌20min。然后打开桶盖，加入灭菌后的大豆粉/玉米粉，然后接种罗伊氏乳酸菌种子液(接种量为10％)，盖上桶盖。然后用塑料泡沫包裹整个反应装置并用胶布缠绕固定，然后在周围环境喷酒精消毒。液体培养基采用mrs液体培养基。二级扩繁设置温度为37℃。二级扩繁的时间为2天

罗伊氏乳酸菌种子液的制备方法：取活化好的罗伊氏乳酸菌，按2％的接种量接种于装有800mlmrs液体培养基的摇瓶中，37℃静置无氧培养28h。

mrs液体培养基：大豆粉10g、葡萄糖20g、乙酸钠5g、柠檬酸二铵2g、吐温-801g；k2hpo42g、mgso4·7h2o0.02g、mnso4·h2o0.05g，蒸馏水1000ml；ph6.8。

二级扩繁结束后用稀释涂布平板计数法计算菌浓度。结果表明，没有发生杂菌污染，菌浓度达到7.7×10⁹cfu/ml。