本實(shí)用新型涉及一種用于植物發(fā)根培養(yǎng)和微生物培養(yǎng)的發(fā)酵罐。

背景技術(shù)：

植物發(fā)根培養(yǎng)與微生物培養(yǎng)需要條件不同，需要提供低氧濃度、持續(xù)供氧、周期浸沒(méi)、剪切力較小的生長(zhǎng)環(huán)境，傳統(tǒng)發(fā)酵設(shè)備難以同時(shí)滿足兩種要求。且現(xiàn)有的發(fā)酵罐無(wú)法實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞的光培養(yǎng)和暗培養(yǎng)，植物發(fā)根產(chǎn)物收貨無(wú)法實(shí)現(xiàn)固液分離，不便操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種既能滿足植物發(fā)根生長(zhǎng)需要，又能提供微生物培養(yǎng)生長(zhǎng)條件，能實(shí)現(xiàn)兩種發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的用于植物發(fā)根培養(yǎng)和微生物培養(yǎng)的發(fā)酵罐。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種用于植物發(fā)根培養(yǎng)和微生物培養(yǎng)的發(fā)酵罐，包括罐體，罐體上端裝配有上蓋，在罐體內(nèi)可拆卸式設(shè)置有攪拌裝置，攪拌裝置包括攪拌軸，攪拌軸的一端穿過(guò)上蓋處于罐體外部，另一端處于延伸到罐體底部且上下間隔設(shè)置有兩組攪拌槳，所述罐體的頂部設(shè)置有與罐體內(nèi)連通的投料口、補(bǔ)料口、排氣口，投料口、補(bǔ)料口處于攪拌軸一側(cè)的上蓋上，排氣口處于攪拌軸另一側(cè)的上蓋上，補(bǔ)料口的口徑小于投料口的口徑，在罐體內(nèi)底部處于攪拌軸的下方設(shè)置有空氣分布器，所述空氣分布器連通有布?xì)夤艿?，該布?xì)夤艿赖囊欢伺c空氣分布器的進(jìn)入端連通，另一端延伸到罐體外部；

所述罐體內(nèi)底部設(shè)置有對(duì)溫度探頭、溶解氧電極、pH電極，所述溫度探頭、溶解氧電極、pH電極與控制攪拌裝置工作狀態(tài)的控制器形成電信號(hào)連接；

所述攪拌槳包括與攪拌軸連接的連接桿，連接桿上固定連接有方形的槳葉。

進(jìn)一步地，所述空氣分布器包括內(nèi)部中空的圓錐形殼體，圓錐形殼體直徑小的一端設(shè)置有與布?xì)夤艿肋B通的連接管，圓錐形殼體直徑大的一端設(shè)置有對(duì)該端形成封蓋的分布板，在分布板上分布有若干個(gè)連通圓錐形殼體內(nèi)部與罐體內(nèi)部空間的分布孔；圓錐形殼體直徑大的一端靠近攪拌軸下端，分布板所在的平面與罐體的橫截面保持平行。

進(jìn)一步地，所述分布板上分布孔的孔徑從分布板中心向分布板的外圍呈逐漸增大。

進(jìn)一步地，所述罐體上部一側(cè)設(shè)有50mm×160mm的硼硅玻璃視窗。

進(jìn)一步地，所述視窗相面對(duì)的罐體上開(kāi)設(shè)有燈光照明入口，在燈光照明入口中裝配有發(fā)光體，以及與發(fā)光體電性連接的燈光亮度調(diào)節(jié)器，所述燈光亮度調(diào)節(jié)器與供電源連接。

進(jìn)一步地，所述罐體內(nèi)設(shè)置有篩桶，篩桶將上述攪拌槳包圍，所述篩桶的四壁與底部布滿直徑2毫米的篩孔。

進(jìn)一步地，所述罐體的內(nèi)壁設(shè)置有加熱夾套，加熱夾套內(nèi)設(shè)置有可調(diào)節(jié)功率的電加熱器，所述電加熱器與上述控制器形成電信號(hào)連接。

采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)酵罐罐體上有50mm×160mm的硼硅玻璃視窗，便于隨時(shí)觀察罐內(nèi)的反應(yīng)情況，在視窗相對(duì)的位置有燈光照明入口，通過(guò)燈光亮度調(diào)節(jié)器可調(diào)節(jié)發(fā)光體的功率，實(shí)現(xiàn)不同光亮的照度；另外，在罐體內(nèi)有對(duì)罐體內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的pH電極、溶解氧電極、溫度探頭；通過(guò)控制器能夠?qū)H電極形成在線控制，通過(guò)溫度探頭與電加熱器的配合，能夠?qū)崿F(xiàn)罐體內(nèi)反應(yīng)溫度的恒定；使細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以較長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管，極大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，使培養(yǎng)過(guò)程達(dá)到一定程度的自動(dòng)化。本發(fā)酵罐反應(yīng)效果好，生化反應(yīng)體系穩(wěn)定，且成本低投資小，適合做生物反應(yīng)器。以此為基礎(chǔ)可以開(kāi)發(fā)更大規(guī)模的培養(yǎng)裝置，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模到工廠化大生產(chǎn)的過(guò)渡。使稀有或產(chǎn)量極低又價(jià)值較高的植物次生代謝產(chǎn)物的大規(guī)模生產(chǎn)取得更好的效果。本發(fā)酵罐既能滿足植物發(fā)根生長(zhǎng)需要，又能提供微生物培養(yǎng)生長(zhǎng)條件，兩種發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)能方便的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，適合植物發(fā)根的培養(yǎng)，對(duì)其實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化有積極意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中控制系統(tǒng)的原理框圖；

附圖中，1為罐體，2為上蓋，3為攪拌軸，4為電機(jī)，5為連接桿，6為槳葉，7為承載座，8為轉(zhuǎn)軸，9為氣缸，10為小傘齒輪，11為大傘齒輪，12為導(dǎo)向筒，13為軸承，14為擋塊，15為鎖緊螺母，16為支承架，17為Z型杠桿，18為拉簧，19為觸頭，20為卡槽，21為卡套，22為投料口，23為補(bǔ)料口，24為排氣口，25為空氣分布器，26為布?xì)夤艿溃?7為連接管，28為分布板，29為電加熱器，30為溫度探頭，31為溶解氧電極，32為pH電極，33為控制器，34為視窗，35為燈光照明入口，36為發(fā)光體，37為燈光亮度調(diào)節(jié)器，38為篩桶。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于所描述的本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

參見(jiàn)圖1、2，一種用于植物發(fā)根培養(yǎng)和微生物培養(yǎng)的發(fā)酵罐，包括罐體1，罐體上端裝配有上蓋2，上蓋通過(guò)法蘭方式或螺紋方式等常用等連接方式裝配在罐體上；在罐體內(nèi)可拆卸式設(shè)置有攪拌裝置，攪拌裝置包括攪拌軸3，攪拌軸的一端穿過(guò)上蓋處于罐體外部與電機(jī)4形成傳動(dòng)連接，另一端處于延伸到罐體底部且上下間隔設(shè)置有兩組攪拌槳，攪拌槳包括與攪拌軸連接的連接桿5，連接桿與攪拌軸呈垂直布置，連接桿上固定連接有方形的槳葉6，以為在植物發(fā)根培養(yǎng)時(shí)提供一個(gè)剪切力較小的生長(zhǎng)環(huán)境。具體實(shí)施中，上蓋上表面設(shè)置有一承載座7，該承載座插入固定在上蓋上的轉(zhuǎn)軸8裝配在上蓋上，承載座可以圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)4固定裝配在承載座上，在上蓋上表面還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)承載座圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的氣缸9，在電機(jī)的輸出軸設(shè)置小傘齒輪10，在攪拌軸上設(shè)置有與小傘齒輪配合的大傘齒輪11，當(dāng)氣缸伸出時(shí)，可以推動(dòng)承載座轉(zhuǎn)動(dòng)，使電機(jī)輸出軸上的小傘齒輪與攪拌軸上的大傘齒輪脫離配合傳動(dòng)，當(dāng)氣缸收縮時(shí)，能夠通過(guò)承載座的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)電機(jī)輸出軸上的小傘齒輪與攪拌軸上的大傘齒輪相嚙合形成傳動(dòng)，從而電機(jī)能夠帶動(dòng)攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在上蓋上表面中部設(shè)置有支承導(dǎo)向筒12，攪拌軸穿插于導(dǎo)向筒中，導(dǎo)向筒內(nèi)壁與攪拌軸之間設(shè)置有軸承13，在攪拌軸上固定設(shè)置有將攪拌軸擋位在上蓋上的擋塊14，這樣攪拌軸懸掛式裝配在上蓋上，并可以從攪拌軸上端向上將攪拌軸從罐體內(nèi)提出。

攪拌軸下端的一組攪拌槳通過(guò)上下兩個(gè)鎖緊螺母15鎖定在攪拌軸上，便于裝拆；而上面一組的攪拌槳通過(guò)彈性卡合機(jī)構(gòu)裝配于攪拌軸上，連接桿的一端設(shè)置有卡套21，卡套套在攪拌軸上能夠沿著攪拌軸滑動(dòng)，其中，卡合機(jī)構(gòu)包括固定布置在卡套上的支承架16，中部轉(zhuǎn)動(dòng)連接在支承架上的Z型杠桿17，Z型杠桿的一端卡在攪拌軸上的卡槽20中，另一端與固定設(shè)置在上蓋下表面的觸頭19形成配合；在Z型杠桿與支承架上設(shè)置有將Z型杠桿朝向攪拌軸拉扯的拉簧18；這樣在拆卸攪拌軸過(guò)程中，攪拌軸的上升過(guò)程中，觸頭19與Z型杠桿抵觸，這樣Z型杠桿的一端便會(huì)從卡槽中脫離，這樣上面一組的攪拌槳便會(huì)往下滑落到下面一組攪拌槳的位置，便于拆卸。

在罐體的頂部設(shè)置有與罐體內(nèi)連通的投料口22、補(bǔ)料口23、排氣口24，投料口、補(bǔ)料口處于攪拌軸一側(cè)的上蓋上，排氣口處于攪拌軸另一側(cè)的上蓋上，補(bǔ)料口的口徑小于投料口的口徑，在罐體內(nèi)底部處于攪拌軸的下方設(shè)置有空氣分布器25，空氣分布器連通有布?xì)夤艿?6，該布?xì)夤艿赖囊欢伺c空氣分布器的進(jìn)入端連通，另一端延伸到罐體外部；空氣分布器包括內(nèi)部中空的圓錐形殼體，圓錐形殼體直徑小的一端設(shè)置有與布?xì)夤艿肋B通的連接管27，圓錐形殼體直徑大的一端設(shè)置有對(duì)該端形成封蓋的分布板28，在分布板上分布有若干個(gè)連通圓錐形殼體內(nèi)部與罐體內(nèi)部空間的分布孔；圓錐形殼體直徑大的一端靠近攪拌軸下端，分布板所在的平面與罐體的橫截面保持平行。布?xì)夤艿肋B通有空氣壓縮機(jī)，通過(guò)空氣壓縮機(jī)向罐體內(nèi)注入空氣；為了便于空氣均勻分布到罐體中，分布板上分布孔的孔徑從分布板中心向分布板的外圍呈逐漸增大。

罐體內(nèi)底部設(shè)置有對(duì)溫度探頭30、溶解氧電極31、pH電極32，溫度探頭、溶解氧電極、pH電極與控制攪拌裝置中電機(jī)工作狀態(tài)的PLC控制器33形成電信號(hào)連接；在罐體上部一側(cè)設(shè)有50mm×160mm的硼硅玻璃視窗34。視窗相面對(duì)的罐體上設(shè)置有燈光照明入口35，在燈光照明入口中裝配有發(fā)光體36，以及與發(fā)光體電性連接的燈光亮度調(diào)節(jié)器37，燈光亮度調(diào)節(jié)器與供電源連接，以可實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞的光培養(yǎng)和暗培養(yǎng)。

另外，在罐體內(nèi)設(shè)置有能夠?qū)χ参锇l(fā)根產(chǎn)物收獲實(shí)現(xiàn)固液分離的篩桶38，篩桶將上述攪拌槳包圍，篩桶的四壁與底部布滿直徑2毫米的篩孔。篩桶的上端口設(shè)置向外翻折的擋位折邊，在罐體內(nèi)壁設(shè)置有對(duì)擋位折邊形成支承的擋位環(huán)，擋位折邊卡在擋位環(huán)上，這樣使篩桶呈懸空狀處于罐體內(nèi)，使篩桶充分發(fā)揮作用，也便于對(duì)篩桶的裝拆更換。罐體的內(nèi)壁設(shè)置有加熱夾套，加熱夾套內(nèi)設(shè)置有可調(diào)節(jié)功率的電加熱器29，電加熱器與上述控制器形成電信號(hào)連接。通過(guò)控制器不僅能夠?qū)嚢柩b置進(jìn)行調(diào)速，還可以接收溫度探頭的溫度來(lái)調(diào)整電加熱器的工作狀態(tài)，以保證罐體內(nèi)的溫度恒定性；以及通過(guò)燈光亮度調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)整發(fā)光體的光照度，這樣控制器需要與燈光亮度調(diào)節(jié)器進(jìn)行電信號(hào)連接；其中，發(fā)光體可以采用LED發(fā)光源或普通日光燈，燈光亮度調(diào)節(jié)器可以采用電阻式等等調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些屬于常用技術(shù)，在此就不多贅述?？刂破鬟€可以與空氣壓縮機(jī)進(jìn)行控制，以調(diào)整空氣壓縮機(jī)向罐體內(nèi)通入的氣體量。

本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)溫度調(diào)控、攪拌轉(zhuǎn)數(shù)、通氣量在線調(diào)節(jié)、燈光照度調(diào)節(jié)等。本實(shí)用新型在發(fā)酵罐體增加篩桶結(jié)構(gòu)、設(shè)置低氧濃度、培養(yǎng)液周期浸沒(méi)、增加照明裝置滿足植物發(fā)根生長(zhǎng)條件，培養(yǎng)效果較氣升式發(fā)酵罐大大提高；在微生物培養(yǎng)時(shí)拆除發(fā)酵罐體篩桶結(jié)構(gòu)、安裝攪拌槳、設(shè)置較高溶解氧濃度，與傳統(tǒng)機(jī)械攪式發(fā)酵罐生產(chǎn)能力相當(dāng)，大大降低實(shí)驗(yàn)設(shè)備投入，提高設(shè)備利用率。