微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，該微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)包括微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置（100）和流體源（200），該微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置包括箱體（110）、第一進(jìn)入管（120）和排出管（130），所述第一進(jìn)入管（120）與所述流體源（200）連通，其中，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置還包括具有篩孔的篩板（140），所述篩板（140）設(shè)置在所述箱體（110）內(nèi)，并將該箱體（110）的內(nèi)部空間分隔為上下兩層，所述第一進(jìn)入管（120）與所述箱體（110）的下層相通，所述排出管（130）將所述箱體（110）與外部連通。通過在箱體的底部設(shè)置篩板后，從形體的底部箱體內(nèi)通入無菌空氣或水蒸汽，無菌空氣或水蒸汽上升并穿過堆積在篩板上的物料，從而使得物料上層和下層之間具有較小的溫度差和濕度差。
【專利說明】微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微生物的培養(yǎng)設(shè)備，具體地，涉及一種微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]固態(tài)發(fā)酵是人類利用微生物生產(chǎn)產(chǎn)品歷史最悠久的技術(shù)之一，我國歷史悠久的釀造行業(yè)即為固態(tài)發(fā)酵的典型代表。固態(tài)發(fā)酵含有不溶于水的固體、少量的水分及空氣，微生物生成的熱導(dǎo)致水分蒸發(fā)，使發(fā)酵體系具有汽液固不均勻三相，存在嚴(yán)重的濃度梯度及傳熱、傳質(zhì)困難，這樣很難控制pH、水活度、最佳反應(yīng)溫度等，使產(chǎn)量大大下降，尤其是現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)的首要條件是純種培養(yǎng)，不允許自然界的其它微生物進(jìn)入，造成雜菌污染，加上現(xiàn)代工業(yè)對大規(guī)模集約化生產(chǎn)的要求，使固態(tài)發(fā)酵的生產(chǎn)應(yīng)用處于停滯狀態(tài)，幾乎被排斥到現(xiàn)代工業(yè)之外。然而近幾年，由于能源危機(jī)與環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，固態(tài)發(fā)酵技術(shù)再次引起人們的興趣，固態(tài)發(fā)酵領(lǐng)域的研究出現(xiàn)了翻天覆地的變化。
[0003]CN102212472A中公開了一種自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式微生物孢子培養(yǎng)器，該自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式微生物孢子培養(yǎng)器主要包括培養(yǎng)箱、無菌空氣加入管和蒸汽加入管。在培養(yǎng)微生物時(shí)，將物料添加到培養(yǎng)箱中，然后通過無菌空氣加熱管和蒸汽加入管向培養(yǎng)箱中通入無菌空氣和蒸汽。但是在這種自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式微生物孢子培養(yǎng)器中，物料堆積培養(yǎng)箱的底部，使得物料層上下溫度和濕度的梯度差別較大，不利于微生物孢子的生長。
[0004]因此，如何降低微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置中物料層的上下溫度和濕度的梯度差別成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提`供一種微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，該微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)中的物料層上下溫度及濕度較均勻。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，該微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)包括微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置和流體源，該微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置包括箱體、第一進(jìn)入管和排出管，所述第一進(jìn)入管與所述流體源連通，其中，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置還包括具有篩孔的篩板，所述篩板設(shè)置在所述箱體內(nèi)，并將該箱體的內(nèi)部空間分隔為上下兩層，所述第一進(jìn)入管與所述箱體的下層相通，所述排出管將所述箱體與外部連通。
[0007]優(yōu)選地，所述箱體包括箱主體和夾套，所述篩板設(shè)置在所述箱主體的底壁上，所述箱主體的下部設(shè)置在所述夾套中，且所述箱主體的外壁與該夾套之間存在間隔，所述第一進(jìn)入管與所述間隔相通，所述夾套的上端與所述箱主體的外表面密封連接。
[0008]優(yōu)選地，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置還包括加熱裝置，該加熱裝置設(shè)置在所述間隔中。
[0009]優(yōu)選地，所述篩板形成為平板狀。
[0010]優(yōu)選地，所述流體源包括蒸汽源和空氣源，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置包括主管、蒸汽管和空氣管，該主管位于所述箱體外部，所述第一進(jìn)入管在所述主管的下游與該主管相連通，所述蒸汽管的一端與所述蒸汽源連通，另一端與所述主管連通，所述空氣管的一端與所述空氣源連通，另一端與主管連通。
[0011]優(yōu)選地，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還包括空氣增濕裝置和空氣過濾裝置，所述空氣過濾裝置的一側(cè)與所述空氣源連通，另一側(cè)與所述空氣增濕裝置連通，所述空氣管包括干空氣管、濕空氣管管和混合管，所述干空氣管連通在所述空氣過濾裝置和所述空氣增濕裝置之間，所述濕空氣管連通在所述空氣增濕裝置下游，所述干空氣管和所述濕空氣管上均設(shè)置有第一流量控制閥，所述干空氣管和所述濕空氣管匯合于所述混合管，該混合管與所述主管連通。
[0012]優(yōu)選地，所述混合管上設(shè)置有第二流量控制閥。
[0013]優(yōu)選地，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置還包括第一濕度計(jì)，該第一濕度計(jì)設(shè)置在所述混合管上，且位于所述蒸汽管上游。
[0014]優(yōu)選地,該微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還包括第一控制器，所述第一流量控制閥為電磁閥，所述第一控制器與所述第一濕度計(jì)和所述第一流量控制閥電連接，以通過所述第一濕度計(jì)所測得的濕度控制所述第一流量控制閥。
[0015]優(yōu)選地，所述干空氣管上設(shè)置有開關(guān)閥。
[0016]優(yōu) 選地，所述第一進(jìn)入管包括位于該第一進(jìn)入管兩端的第一進(jìn)入管接頭和連接在該兩個(gè)第一進(jìn)入管接頭之間的進(jìn)入軟管。
[0017]優(yōu)選地，該微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置還包括第二進(jìn)入管，該第二進(jìn)入管的一端與所述箱體的上層連通，另一端與所述主管連通。
[0018]優(yōu)選地，所述排出管的一端固定在所述箱體的側(cè)壁上，另一端延伸至所述箱體的外部，所述排出管的側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)通孔，所述另一端上設(shè)置有排氣口。
[0019]優(yōu)選地，所述排出管的外部包覆有篩網(wǎng)。
[0020]優(yōu)選地，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置包括排出延長管，該排出延長管在所述箱體的外部，且與所述排出管連通，所述排出延長管上設(shè)置有第二濕度計(jì)。
[0021]優(yōu)選地，所述排出延長管上述設(shè)置有流量計(jì)，該流量計(jì)與所述第一流量控制閥和所述第一控制器電連接。
[0022]優(yōu)選地，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還包括動(dòng)力裝置，該動(dòng)力裝置包括與所述箱體的側(cè)壁固定連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0023]優(yōu)選地，所述動(dòng)力裝置包括脈沖編碼器和與該脈沖編碼器電連接的第二控制器。
[0024]優(yōu)選地，還包括溫度傳感器，該溫度傳感器設(shè)置在所述箱體的底部。
[0025]優(yōu)選地，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的電刷和與該電刷電連接的第三控制器，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸能夠相對所述電刷轉(zhuǎn)動(dòng)，所述溫度傳感器與所述電刷電連接，且所述第三控制器與所述加熱裝置電連接
[0026]通過在箱體的底部設(shè)置篩板后，從形體的底部箱體內(nèi)通入無菌空氣或水蒸汽，無菌空氣或水蒸汽上升并穿過堆積在篩板上的物料，從而使得物料上層和下層之間具有較小的溫度差和濕度差。
[0027]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】[0028]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0029]圖1是本發(fā)明提供的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)的示意圖；
[0030]圖2是圖1中所示的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)中的微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置的示意圖；
[0031]和圖3是本發(fā)明所提供的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式的俯視圖。
[0032]附圖標(biāo)記說明
[0033]100 微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置110箱體
[0034]111箱主體112夾套
[0035]113 間隔120第一進(jìn)入管
[0036]121 第一進(jìn)入管接頭122進(jìn)入軟管
[0037]123第二進(jìn)入管130排出管
[0038]131 篩網(wǎng)132排出延長管
[0039]133 第二濕度計(jì)134流量計(jì)
[0040]140 篩板14 1溫度傳感器
[0041]142電刷150主管
[0042]151 第一濕度計(jì)160蒸汽管
[0043]170空氣管171干空氣管
[0044]172 濕空氣管173第一流量控制閥
[0045]174 混合管175開關(guān)閥
[0046]200流體源210蒸汽源
[0047]220空氣源300空氣增濕裝置
[0048]400 空氣過濾裝置500動(dòng)力裝置
[0049]510 轉(zhuǎn)動(dòng)軸520脈沖編碼器
[0050]176第二流量控制閥
【具體實(shí)施方式】
[0051]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0052]如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供一種微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，該微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)包括微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置100和流體源200，該微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置包括箱體110、第一進(jìn)入管120和排出管130，第一進(jìn)入管120與流體源200連通，其中，微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置還包括具有篩孔的篩板140，篩板140設(shè)置在箱體110內(nèi)，并將該箱體110的內(nèi)部空間分隔為上下兩層，第一進(jìn)入管120與箱體110的下層相通，排出管130將箱體110與外部連通。
[0053]流體源200內(nèi)的流體包括無菌空氣和水蒸汽，水蒸汽或無菌空氣可以通過第一進(jìn)入管120進(jìn)入箱體110的下層，然后通過篩板140的篩孔進(jìn)入物料中，隨著水蒸汽或無菌空氣的繼續(xù)通入，水蒸汽或無菌空氣從物料的下部穿過物料到達(dá)箱體110的上層，從而使所有物料都能與水蒸汽或無菌空氣進(jìn)行充分的接觸，減小了物料上層和物料下層的溫度差和濕度差。
[0054]當(dāng)水蒸汽或無菌空氣穿過篩板140和物料，進(jìn)入箱體110的上層后可以通過排出管130從箱體110內(nèi)排出。
[0055]在本發(fā)明中，篩板140可以直接設(shè)置在箱體110的內(nèi)部將箱體110的內(nèi)部空間分隔為上下兩層。優(yōu)選地，箱體110包括箱主體111和夾套112，篩板140設(shè)置在箱主體111的底壁上，箱主體111的下部設(shè)置在夾套112中，且箱主體111的外壁與該夾套112之間存在間隔113，第一進(jìn)入管120與間隔113相通，夾套112的上端與箱主體111的外表面密封連接。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所述的“間隔113”便是上文中所述的“箱體110的下層”。
[0056]可以通過第一進(jìn)入管120將流體源200提供的水蒸汽或無菌空氣通入間隔113中。水蒸汽或無菌空氣通過篩板140的篩孔進(jìn)入物料中。設(shè)置夾套112的優(yōu)點(diǎn)在于，將水蒸汽或無菌空氣通入夾套112中之后，有利于對箱主體111進(jìn)行保溫，從而有利于箱主體111內(nèi)的微生物的生長。
[0057]夾套112的上端與箱主體111的外表面密封連接的優(yōu)點(diǎn)在于，通入夾套112內(nèi)的無菌空氣或水蒸氣不會(huì)流到箱體Iio的外部，且外部的空氣也不會(huì)進(jìn)入夾套112的內(nèi)部。
[0058]在本發(fā)明中，可以利用金屬材料(例如，鋼材)制作夾套112，并且可以將夾套112制作成球殼形，罩在箱主體111的下部的外部?？梢岳煤附拥姆绞綄A套112固定在箱主體111上。
[0059] 在本發(fā)明中，篩板40可以形成為箱主體11的底壁，即，在箱主體11的底壁上加工多個(gè)篩孔，從而使箱主體11的底壁形成為篩板40。此外，還可以在箱主體11的底壁上加工一個(gè)通孔，然后將具有篩孔的篩板40安裝在所述通孔中。
[0060]為了保證箱主體111內(nèi)的溫度恒定，優(yōu)選地，微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置100還可以包括加熱裝置，該加熱裝置設(shè)置在所述間隔113中。所述加熱裝置可以是電加熱裝置，也可以是其他形式的加熱裝置。當(dāng)間隔113內(nèi)溫度過低時(shí)，可以啟動(dòng)所述加熱裝置，當(dāng)間隔113內(nèi)溫度過高時(shí)，則可以停止所述加熱裝置。
[0061]優(yōu)選地，篩板140形成為平板狀。將篩板140設(shè)置為平板狀不僅便于加工制造，而且還可以在平板狀的篩板140上放置大量的物料。
[0062]如上所述，在培養(yǎng)微生物時(shí)，需要向微生物培養(yǎng)裝置內(nèi)通入水蒸汽和無菌空氣。通入水蒸汽的主要功能是保證物料(主要是培養(yǎng)基)中具有充足的水分以及高溫滅菌，通入無菌空氣的主要功能是保證微生物生長所需要的氧氣，并且?guī)ё呶⑸锷L過程中產(chǎn)生的熱量和二氧化碳。可以利用同一根管先后向第一進(jìn)入管20通入無菌空氣和水蒸汽。
[0063]為了便于操作，優(yōu)選地，流體源200包括蒸汽源210和空氣源220，微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置100包括主管150、蒸汽管160和空氣管170，該主管150位于箱體110外部，第一進(jìn)入管120在主管150的下游與該主管150相連通，蒸汽管160的一端與蒸汽源210連通，另一端與主管150連通，空氣管170的一端與空氣源220連通，另一端與主管150連通。蒸汽源210提供的水蒸汽通過蒸汽管160進(jìn)入主管150內(nèi)，空氣源220提供的空氣通過空氣管170進(jìn)入主管150內(nèi)。主管150內(nèi)的水蒸汽或空氣被通入到間隔113內(nèi)。
[0064]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，在培養(yǎng)微生物時(shí)，并非同時(shí)向箱體110內(nèi)通入水蒸汽和無菌空氣。而是先向箱體110內(nèi)通入水蒸汽，從而進(jìn)行高溫殺菌，然后向箱體110內(nèi)通入無菌空氣。
[0065]箱體110內(nèi)的濕度是培養(yǎng)微生物時(shí)的重要因素。箱體110內(nèi)濕度過小，物料中的水分容易蒸發(fā)，從而使物料變干并影響微生物的生長；如果箱體110內(nèi)的濕度過大，則會(huì)影響箱體110內(nèi)的含氧量，造成環(huán)境缺氧，而且還會(huì)因空氣中水分冷凝而使物料表面變濕，影響微生物的生長或污染微生物。
[0066]為了獲得無菌空氣，首先要對空氣進(jìn)行過濾，獲得無菌干空氣，為了獲得無菌濕空氣，還要對無菌干空氣進(jìn)行增濕。因此，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還包括空氣增濕裝置300和空氣過濾裝置400，空氣過濾裝置400的一側(cè)與空氣源220連通，另一側(cè)與空氣增濕裝置300連通。
[0067]為了保證箱體110內(nèi)的物料的濕度，需要向箱體110內(nèi)通入無菌濕空氣。空氣源220提供的空氣經(jīng)過空氣過濾裝置400后獲得無菌干空氣，將無菌干空氣通入空氣增濕裝置300中可以獲得無菌濕空氣?？梢酝ㄟ^控制無菌濕空氣的濕度來控制箱體110內(nèi)的空氣濕度。
[0068]為了便于控制箱體110內(nèi)的空氣濕度，優(yōu)選地，空氣管170可以包括干空氣管171、濕空氣管172管，空氣源220提供的空汽經(jīng)過空氣過濾裝置400獲得的無菌空氣的一部分直接通過干空氣管171進(jìn)入箱體110內(nèi)，另一部分先進(jìn)入空氣增濕裝置300進(jìn)行增濕獲得無菌濕空氣，然后再進(jìn)入濕空氣管172，并通過濕空氣管172進(jìn)入箱體110內(nèi)。
[0069]為了進(jìn)一步便于控制箱體10內(nèi)的空氣濕度，空氣管170還可以包括混合管174，干空氣管171連通在空氣過濾裝置400和空氣增濕裝置300之間，濕空氣管172連通在空氣增濕裝置300下游，干空氣管171和濕空氣管172上均設(shè)置有第一流量控制閥173，干空氣管171和濕空氣管172匯合于混合管174，該混合管174與主管150連通。
[0070]在無菌干空氣和無菌濕空氣進(jìn)入箱體110之前，先在混合管174中匯合。通過分別調(diào)節(jié)干空氣管171和濕空氣管`172上的第一流量控制閥173即可控制通入混合管174中的空氣的濕度，進(jìn)而控制進(jìn)入通入箱體110內(nèi)的空氣濕度。在本發(fā)明中，第一流量控制閥173可以是普通的手動(dòng)閥，也可以是電磁閥。為了便于控制，優(yōu)選地，第一流量控制閥173為電磁閥。
[0071]優(yōu)選地，還可以在混合管174上設(shè)置有第二流量控制閥176。通過第二流量控制閥176可以控制進(jìn)入箱體110內(nèi)的空氣的量。
[0072]為了確定通入箱體110內(nèi)的空氣的濕度，優(yōu)選地，微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置100還包括第一濕度計(jì)151，該第一濕度計(jì)151設(shè)置在混合管174上，且位于蒸汽管160上游。
[0073]第一濕度計(jì)151可以測量混合管174內(nèi)的空氣的濕度，可以根據(jù)第一濕度計(jì)151測量的濕度值來調(diào)節(jié)干空氣管171或濕空氣管172上的第一流量控制閥173。
[0074]為了便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，優(yōu)選地，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還可以包括第一控制器，在這種情況下，第一流量控制閥173優(yōu)選為電磁閥，所述第一控制器與第一濕度計(jì)151和第一流量控制閥173電連接，以通過第一濕度計(jì)151所測得的濕度控制第一流量控制閥 173。
[0075]可以先根據(jù)要培養(yǎng)的微生物的品種預(yù)先設(shè)定一個(gè)預(yù)定濕度值，如果第一濕度計(jì)151檢測到的濕度高于或低于預(yù)定濕度值，所述第一控制器控制干空氣管171上的第一流量控制閥173或濕空氣管172上的第一流量控制閥173，直至第一濕度計(jì)151檢測到的濕度值與預(yù)定濕度值相一致為止。優(yōu)選地，所述第一控制器為PLC控制器。
[0076]以培養(yǎng)黑曲霉孢子為例，培養(yǎng)黑曲霉孢子時(shí)所需的空氣濕度為90%至99%。因此，將空氣濕度90%至99%設(shè)定為預(yù)定值，如果第一濕度計(jì)151測得濕度值后向第一控制器發(fā)出信號，如果測得的濕度值不在上述范圍內(nèi)，第一控制器則控制干空氣管171上的第一流量控制閥173和/或濕空氣管172上的第一流量控制閥173，直至第一濕度計(jì)151測得的濕度值落在90%至99%的范圍內(nèi)為止。
[0077]在某些情況下，可以直接向箱體110內(nèi)通入無菌濕空氣，在這種情況下，可以在干空氣管171上設(shè)置開關(guān)閥175。只需要向箱體110內(nèi)通入無菌濕空氣時(shí)，可以將開關(guān)閥175關(guān)閉。待到需要同時(shí)向箱體110內(nèi)通入無菌干空氣和無菌濕空氣時(shí)，可以將開關(guān)閥175打開。
[0078]在本發(fā)明中，第一進(jìn)入管120可以是剛性的管，也可以是軟管，為了便于安裝并節(jié)約安裝空間，優(yōu)選地，第一進(jìn)入管120包括位于該第一進(jìn)入管120兩端的第一進(jìn)入管接頭121和連接在該兩個(gè)第一進(jìn)入管接頭121之間的進(jìn)入軟管122。兩個(gè)第一進(jìn)入管接頭121中的一個(gè)與流體源(或主管150)連通，兩個(gè)第一進(jìn)入管接頭121中的另一個(gè)與箱體110的下層(間隔113)連通。
[0079]為了使物料充分地與無菌空氣或水蒸氣接觸，優(yōu)選地，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置還包括第二進(jìn)入管123，該第二進(jìn)入管123的一端與箱體110的上層連通，另一端與主管150連通。主管150內(nèi)的無菌空氣或水蒸氣一部分通過第一進(jìn)入管120進(jìn)入箱體110的下層(間隔113)，另一部分通過第二進(jìn)入管123進(jìn)入箱體110的上層。
[0080]在利用所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置培養(yǎng)微生物時(shí)，需要保證箱體110內(nèi)的氣體流通,如上文中所述,排出管130將箱體110的內(nèi)部與箱體110的外部連通，從而將箱體110內(nèi)的氣體排出。如圖1至圖3 中所示，優(yōu)選地，排出管130的一端固定在箱體110的側(cè)壁上，另一端延伸至箱體110的外部，排出管130的側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)通孔，另一端(即，位于箱體110外部的一端)上設(shè)置有排氣口。
[0081]由于箱體110內(nèi)外存在壓力差，因此，箱體110內(nèi)的氣體通過排出管130側(cè)壁上的通孔進(jìn)入排出管130內(nèi)部，并通過排氣口流到箱體110外部。
[0082]由于用于培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基多為麩皮等容易飄散的物料，為了防止在從箱體110的下層向物料通入無菌空氣或水蒸汽時(shí)飄散的物料堵塞排出管130上的通孔，優(yōu)選地，可以在排出管130的外部包覆篩網(wǎng)131。
[0083]為了便于測量物料中所吸收的水分，優(yōu)選地，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置還可以包括排出延長管132，該排出延長管132在箱體110的外部，且與排出管130連通，排出延長管132上設(shè)置有第二濕度計(jì)133。通過對比第一濕度計(jì)151測得的濕度值和第二濕度計(jì)133測得的濕度值，可以得知物料所吸收的水分。
[0084]如上文中所述，通過氣體的流動(dòng)可以增加微生物與氧氣的接觸面積，保證對氧的需求。并且流動(dòng)的空氣還可以帶走微生物產(chǎn)生的二氧化碳及熱量。為了確定所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置中的通風(fēng)量，優(yōu)選地，還可以在排出延長管132上述設(shè)置流量計(jì)134，該流量計(jì)134與第一流量控制閥173和第一控制器電連接(即，流量計(jì)134和兩個(gè)第一流量控制閥173均與所述第一控制器電連接)。
[0085]設(shè)定以個(gè)預(yù)定流量值，當(dāng)流量計(jì)34測得的流量值高于或低于預(yù)定流量值時(shí)，第一控制器控制干空氣管171或濕空氣管172上的第一流量控制閥173，從而控制通入箱體110內(nèi)的無菌空氣的流量，直至流量計(jì)134的測得值與預(yù)定流量值相一致為止。
[0086]為了將物料混合均勻，需要在將物料添加至箱體110內(nèi)部之后將物料混合均勻。在混合物料時(shí)，需要轉(zhuǎn)動(dòng)箱體110。因此，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還可以包括動(dòng)力裝置500，該動(dòng)力裝置包括與箱體110的側(cè)壁固定連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸510，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸510能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。通常，如圖1中所示，動(dòng)力裝置500還包括電機(jī)和與電機(jī)輸出軸相連的減速箱。轉(zhuǎn)動(dòng)軸510與減速箱的輸出軸相連(可以通過帶傳動(dòng)系統(tǒng)或鏈傳動(dòng)系統(tǒng)相連)，電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸510轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)箱體110轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0087]在微生物生長的過程中會(huì)釋放大量的熱，為了及時(shí)散熱防止物料結(jié)塊并避免燒曲，優(yōu)選地，在微生物生長的過程中，也可以控制轉(zhuǎn)動(dòng)軸510轉(zhuǎn)動(dòng)，從而物料中的熱量及時(shí)散發(fā)除去。為了防止物料隨箱體110運(yùn)動(dòng)時(shí)破壞微生物的菌絲的生長，箱體110的轉(zhuǎn)動(dòng)角度不宜過大。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，動(dòng)力裝置500還可以包括脈沖編碼器520和與該脈沖編碼器520電連接的第二控制器。
[0088]在本發(fā)明中，脈沖編碼器520的殼體可以固定在靜止不動(dòng)的物體(例如，支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸510的支架)上，而脈沖編碼器520的碼盤則與轉(zhuǎn)動(dòng)軸510相連，脈沖編碼器520的電路板與第二控制器電連接，從而可以確定轉(zhuǎn)動(dòng)軸510轉(zhuǎn)過的角度。當(dāng)然，還可以將脈沖編碼器520的碼盤設(shè)置在減速箱的輸出軸上，從而根據(jù)減速箱的輸出軸和轉(zhuǎn)動(dòng)軸510之間的傳動(dòng)比確定轉(zhuǎn)動(dòng)軸510轉(zhuǎn)過的角度。脈沖編碼器520將檢測到的轉(zhuǎn)動(dòng)軸510的轉(zhuǎn)動(dòng)信號傳遞給第二控制器，從而通過第二控制器控制轉(zhuǎn)動(dòng)軸510轉(zhuǎn)過的角度?？梢岳斫獾氖?，第二控制器與電機(jī)電連接，通過控制電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)過的角度可以控制轉(zhuǎn)動(dòng)軸510轉(zhuǎn)過的角度。
[0089]所述微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還包括溫度傳感器141，該溫度傳感器141設(shè)置在所述箱體110的底部。通過讀取溫度傳感器141的溫度值可以得知箱體110的下層中物料的溫度，并根據(jù)該溫度值控制水蒸汽的進(jìn)入量或者無菌空氣的進(jìn)入量。
[0090]如上文中所述，間隔113中可以設(shè)置有加熱裝置，因此，為了便于控制間隔113內(nèi)的溫度，優(yōu)選地，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還可以包括電刷142和第三控制裝置，電刷142安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸510上，且轉(zhuǎn)動(dòng)軸510能夠相對于電刷142轉(zhuǎn)動(dòng)，溫度傳感器141與電刷142電連接，且所述第三控制器與所述加熱裝置電連接，同時(shí)所述第三控制器還與溫度傳感器141電連接。
[0091]首先根據(jù)微生物品種設(shè)定一個(gè)微生物生長所需要的預(yù)定溫度值，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸510相對于電刷142轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電刷142產(chǎn)生電流，并為溫度傳感器141供電，溫度傳感器141檢測到間隔113內(nèi)的溫度后向第三控制器傳遞信號。第三控制器將溫度傳感器141檢測到的溫度值與預(yù)定溫度值相對比，如果測得的溫度值低于預(yù)定溫度值，則第三控制器控制啟動(dòng)所述加熱裝置，如果測得溫度高于預(yù)定溫度值，則第三控制器控制關(guān)閉所述加熱裝置。
[0092]在本發(fā)明中，第一控制器、第二控制器和第三控制器可以同時(shí)存在，也可以單獨(dú)存在。當(dāng)?shù)谝豢刂破鳌⒌诙刂破骱偷谌刂破魍瑫r(shí)存在時(shí)，本發(fā)明所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還可以包括總控制器，所述第一控制器、第二控制器和第三控制器集成于總控制器中。并且，在本發(fā)明 中，所述第一控制器、第二控制器和第三控制器中的至少一個(gè)可以為PLC控制器。
[0093]通過在箱體的底部設(shè)置篩板后，從形體的底部箱體內(nèi)通入無菌空氣或水蒸汽，無菌空氣或水蒸汽上升并穿過堆積在篩板上的物料，從而使得物料上層和下層之間具有較小的溫度差和濕度差。
[0094]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0095]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0096]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng) 當(dāng)視為 本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，該微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)包括微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置(100)和流體源(200)，該微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置包括箱體(110)、第一進(jìn)入管(120)和排出管(130)，所述第一進(jìn)入管(120)與所述流體源(200)連通，其特征在于，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置還包括具有篩孔的篩板(140)，所述篩板(140)設(shè)置在所述箱體(110)內(nèi)，并將該箱體(110)的內(nèi)部空間分隔為上下兩層，所述第一進(jìn)入管(120)與所述箱體(110)的下層相通，所述排出管(130 )將所述箱體(110)與外部連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述箱體包括箱主體(111)和夾套(112)，所述篩板(140)設(shè)置在所述箱主體(111)的底壁上，所述箱主體(111)的下部設(shè)置在所述夾套(112)中，且所述箱主體(111)的外壁與該夾套(112)之間存在間隔(113)，所述第一進(jìn)入管(120)與所述間隔(113)相通，所述夾套(112)的上端與所述箱主體(111)的外表面密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置(100)還包括加熱裝置，該加熱裝置設(shè)置在所述間隔(113)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述篩板(140)形成為平板狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述流體源(200)包括蒸汽源(210)和空氣源(220)，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置(100)包括主管(150)、蒸汽管(160)和空氣管(170),該主管(150)位于所述箱體(110)外部，所述第一進(jìn)入管(120)在所述主管(150)的下游與該主管(150)相連通，所述蒸汽管(160)的一端與所述蒸汽源(210)連通，另一端與所述主管(150)連通，所述空氣管(170)的一端與所述空氣源(220)連通，另一端與主管(150)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還包括空氣增濕裝置(300)和空氣過濾裝置(400)，所述空氣過濾裝置(400)的一側(cè)與所述空氣源連通，另一側(cè)與所述空`氣增濕裝置(300)連通，所述空氣管(170)包括干空氣管(171)、濕空氣管(172)管和混合管(174)，所述干空氣管(171)連通在所述空氣過濾裝置(400)和所述空氣增濕裝置(300)之間，所述濕空氣管(172)連通在所述空氣增濕裝置(300)下游，所述干空氣管(171)和所述濕空氣管(172)上均設(shè)置有第一流量控制閥(173)，所述干空氣管(171)和所述濕空氣管(172)匯合于所述混合管(174)，該混合管(174)與所述主管(150)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述混合管(174)上設(shè)置有第二流量控制閥(176)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置(100)還包括第一濕度計(jì)(151 )，該第一濕度計(jì)(151)設(shè)置在所述混合管(174)上，且位于所述蒸汽管(160)上游。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，該微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還包括第一控制器，所述第一流量控制閥(173)為電磁閥，所述第一控制器與所述第一濕度計(jì)(151)和所述第一流量控制閥(173)電連接，以通過所述第一濕度計(jì)(151)所測得的濕度控制所述第一流量控制閥(173)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述干空氣管(171)上設(shè)置有開關(guān)閥(175)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一進(jìn)入管(120)包括位于該第一進(jìn)入管(120)兩端的第一進(jìn)入管接頭(121)和連接在該兩個(gè)第一進(jìn)入管接頭(121)之間的進(jìn)入軟管(122)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，該微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置還包括第二進(jìn)入管(123)，該第二進(jìn)入管(123)的一端與所述箱體(110)的上層連通，另一端與所述主管(150)連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述排出管(130)的一端固定在所述箱體(110)的側(cè)壁上，另一端延伸至所述箱體(110)的外部，所述排出管(130)的側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)通孔，所述另一端上設(shè)置有排氣口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述排出管(130)的外部包覆有篩網(wǎng)(131)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，該微生物固態(tài)培養(yǎng)裝置(100)包括排出延長管(132)，該排出延長管(132)在所述箱體(110)的外部，且與所述排出管(130)連通，所述排出延長管(132)上設(shè)置有第二濕度計(jì)(133)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述排出延長管(132)上述設(shè)置有流量計(jì)( 134)，該流量計(jì)(134)與所述第一流量控制閥(173)和所述第一控制器電連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，該微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還包括動(dòng)力裝置(500)，該動(dòng)力裝置包括與所述箱體(110)的側(cè)壁固定連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(510)，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸(510)能夠繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力裝置包括脈沖編碼器(520)和與該脈沖編碼器(520)電連接的第二控制器。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，該微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還包括溫度傳感器(141 )，該溫度傳感器(141)設(shè)置在所述箱體(110)的底部。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于，該微生物固態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的電刷(142)和與該電刷電連接的第三控制器，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(510)能夠相對所述電刷(142)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述溫度傳感器(141)與所述電刷(142)電連接，且所述第三控制器與所述加熱裝置和所述溫度傳感器(141)電連接。
【文檔編號】C12M1/00GK103695294SQ201310718455
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】周勇, 盧宗梅, 鐘華, 謝立軍 申請人:中糧生物化學(xué)（安徽）股份有限公司