一种多罐体高效液体发酵装置以及液体菌种发酵的方法

本发明属于液体菌种发酵领域，特别涉及一种多罐体高效液体发酵装置以及利用上述装置进行液体菌种发酵的方法。

背景技术：

1、传统发酵罐多为大型不锈钢制品，体积大，一次性发酵容量大、接种量多，多为大型生产经常使用的常规方法。目前，三级栽培菌种企业及网络出售的出菇袋，需要的订单少、品种多，传统的大型设备无法满足现有的少量、菌种品类繁多的需求，且传统发酵罐只有一个观察窗，无法精准、直观观察判定液体菌种发酵进程。

2、同时，目前市面上的液体发酵设备，多为针对单一液体菌种进行发酵的设备，不能同时对多菌种进行同步发酵，适用范围小，当用户需要多种类别液体菌种发酵时，需要针对不同类别的液体菌种重复进行多次操作，适用性差，且耗费大量的时间与人力；此外，现有的发酵设备一般采用搅拌发酵液体的方式来提高发酵效率，一方面搅拌方式不能保证发酵液体与气体的均匀接触，如底部的发酵液体仍不能充分接触气体，导致液体菌种不能完全发酵，极大的降低了发酵的质量与效率，另一方面，其需要额外设置搅拌机械装置，存在机械故障的风险，结构复杂、成本支出较高，占用空间大、不易放置。

3、本发明为解决以上技术问题，提出了一种多罐体高效液体发酵装置以及液体菌种发酵的方法，实现同时对多种不同菌株、不同配方的液体菌种进行同步发酵，可进行少量液体菌种发酵，温度恒定、气体流量灵活可调，减少了人力消耗，缩短了发酵制备时间，提高液体发酵效率，同时，保证发酵液体与空气充分、均匀的接触，避免液体菌种的缺氧，缩短发酵所需时间，提高发酵质量与效率；且结构简单、成本低、易维护，故障率低，占用空间小，方便安装与放置。

技术实现思路

1、本发明的技术方案是：

2、本发明提出一种多罐体高效液体发酵装置，依次串联连接的气体发生机构、气体恒温箱、气体过滤机构，以及设在所述发酵架上的多个发酵容器；所述气体恒温箱内置加热制冷一体组件，还设有进水口、出水口，以及绕设在所述气体恒温箱内部的环形气管，所述环形气管设有贯穿所述气体恒温箱箱壁并延伸至外部的进气口与出气口，所述进气口与所述气体发生机构连接，所述出气口与所述气体过滤机构连接；所述发酵容器包括透明罐体和与之连接的盖体，还设有贯穿所述盖体并伸入所述透明罐体内部的进气管、出气管、出液管，所述进气管、所述出液管末端设在所述透明罐体底部，所述出气管末端设在所述透明罐体顶部；所述发酵架包括架体以及固定在所述架体上的配气管道，所述配气管道设有主进气口和多个分支管道，所述主进气口与所述气体过滤机构连接，所述分支管道与所述发酵容器的所述进气管连接。

3、优选的，所述盖体可拆卸的连接在所述透明罐体上，用于投放或取出发酵液体、发酵菌种，所述盖体采用密封性强的材质，如软木塞等，所述透明罐体采用透明材质，如玻璃、石英等。

4、优选的，所述盖体设置有贯穿盖体并连通空腔的进气管和多个出气管，多个出气管保证气体流通的顺畅性，避免空气积聚、堵塞，同时增加空气流量与流速，进而保证液体菌种的氧气供给充足，减少不完全发酵或未发酵的菌种，提高液体菌种的发酵质量，缩短发酵时间，提高发酵效率；所述进气管采用抗腐蚀的材质，提高进气管使用寿命，并且避免腐蚀导致的进气管材质脱落造成的液体发酵环境的污染；用户可以根据需要在多个发酵容器中投放同一种类或不同种类的液体菌种，适用范围广、灵活度高；所述主管道设置有过滤装置，用以过滤空气中的水汽、杂质、微生物等，避免污染液体发酵菌种，保证发酵环境的纯净。

5、优选的，所述进气管位于空腔内的一端贴近所述透明罐体底壁，所述出气管位于空腔内的一端贴近所述盖体的底部，保证从进气管进入的气体全部经过发酵液体并与之充分接触，并最大程度的“搅拌”发酵液体，进一步增加发酵液体与空气的接触，同时避免空气未经接触而直接通过出气管溢散。

6、优选的，所述主管道与所述多个分支管道为一体成型结构或通过转接管件如三通管连接。

7、优选的，所述进气管位于所述透明罐体内部的部分呈螺旋状并设有多个通孔，增加空气流速，以达到均匀搅拌发酵液体的效果，同时，增加空气与发酵液体的接触面积，提高液体菌种的发酵率。

8、优选的，所述出气孔呈不规则的方式排列在所述进气管尾端的管壁上，不规则的排列方式提高空气的乱流，以达到最大化搅动发酵液体的效果，保证透明罐体底部的液体菌种也能与空气充分接触，对透明罐体底部的液体菌种实现“搅拌”效果。

9、优选的，所述进气管、所述出气管、所述出液管均设有第一阀门，所述进气管、所述出气管还设有过滤组件，二次过滤甚至多次过滤提高过滤效果，保证与发酵液体接触的空气的纯净，降低对环境的要求，避免对环境的污染。

10、优选的，所述进气管、所述出气管、所述出液管均设有可拆卸连接的中效过滤器，避免环境中的杂菌反流进入透明罐体中。

11、优选的，所述气体过滤机构包括依次串联连接的气水分离器、初效气体过滤器、高效气体过滤器，所述气水分离器与所述出气口连接，所述高效气体过滤器与所述主进气口连接，过滤空气中的水汽、颗粒物、杂质以及微生物，避免液体发酵环境受到污染，提高发酵质量与发酵成功率，实现多次过滤，进而提升过滤效果，降低导入发酵液体中的气体的水、杂质、微生物的含量，避免发酵环境的污染，提升发酵质量。

12、优选的，所述分支管道设有串联连接的气体流量计和第二阀门，用户通过空气流量计可以直观并实时查看液体发酵的进程，方便用户根据不同的液体菌种设定不同的进气时间与进气量，用户可以根据空气流量计的显示，通过控制阀对分支管道连接的单一发酵容器进行打开或闭合的操作。

13、优选的，所述气体恒温箱还设有搅拌组件，所述搅拌组件包括电机和与之连接并伸入所述气体恒温箱内部的搅拌杆，对气体恒温箱内的水搅拌以使其温度更加均匀。

14、优选的，所述气体发生机构包括气体压缩设备和储气设备，所述气体压缩设备一端设有初效气体过滤器，另一端与所述储气设备连接，所述储气设备与所述进气口连接，将气体压缩设备产生的气体压缩并存储到储气设备中，用户可以根据需要使用发酵装置，不受环境与场地的影响，同时，打气设备可以间歇性的工作，降低噪音。

15、优选的，所述架体包括支架和多层与之连接的水平的放置平台，所述放置平台设有与之垂直的护栏，所述配气管道固定在所述护栏上，所述气体恒温箱内壁、外壁均设有保温层。

16、优选的，连接各个机构的管道和所述分支管道为pvc高压软管。

17、优选的，本发明提供的液体发酵装置还包括用于调整环境温度的温度调节机构，以使环境温度达到液体菌种最佳的发酵温度，提高液体菌种的发酵质量与发酵效率。

18、本发明还提供了一种利用上述装置进行液体菌种发酵的方法，包括如下步骤：

19、s1、针对不同液体菌种配置适宜的液体培养基，将其灌装入发酵容器中，盖合发酵容器的盖体和透明罐体，关闭进气管、出液管的第一阀门，打开出气管的第一阀门，放入高压灭菌锅中进行灭菌处理；

20、s2、取出发酵容器并置于超净台内进行降温、灭菌处理，将液体菌种接种至发酵容器内的液体培养基上；

21、s3、将发酵容器置于发酵架上，并将发酵容器的进气管与分支管道连接，打开进气管、出气管上的第一阀门，关闭出液管上的第一阀门；

22、s4、设定气体恒温箱的恒温温度值、气体流量计的流量值，打开第二阀门；

23、s5、打开气体压缩设备、储气设备进行液体菌种发酵；

24、s6、发酵一段时间后，观察发酵容器内发酵液状态，到达特定状态判定发酵完成。

25、本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

26、(1)多个发酵容器、多个空气流量计的设置，实现多液体菌种同时发酵一次完成，适用范围广，发酵效率高；

27、(2)进气管将空气通入发酵液体，多个出气管增加了空气的流通，保证发酵液体与空气充分、均匀的接触，避免液体菌种的缺氧，缩短发酵所需时间，提高发酵质量与效率；

28、(3)在发酵液体浓度、体积一致的条件下，可以做到进气温度、压力一致，从而容易得出不同菌种之间的活力差距，透明罐体可以看出不同液体菌种在同一时间菌球沉淀量、形成程度、发酵液体是否混浊存在污染，进而直观判定发酵效果；

29、(4)一次性发酵量少，可实现多品种同时发酵，是少量液体菌种发酵的利器，弥补了少量液体菌种设备的空缺；

30、(5)结构简单、制造成本低、容易维护，故障率低，减少因设备故障造成的时间损失，占用空间小，方便安装、运输与放置。