本发明专利技术提供了一种瘤胃模拟装置及瘤胃模拟装置的控制方法，瘤胃模拟装置包括调速装置、搅拌装置、采集装置、缓冲液注入装置、排气装置和控制器；所述方法包括：接收主机发送的携带有预设运行参数及运行参数数值的数据采集指令；根据对应的预设运行参数，控制采集装置采集预设发酵参数；接收采集装置发送的预设发酵参数并发送至主机，该方法对上述瘤胃模拟系统进行控制，能够较好的控制瘤胃模拟系统，使该系统实现自身的功能，以实现瘤胃内容物液相和固相以不同的速率外排在不影响发酵罐内环境的前提下排出发酵产生的气体并准确记录产气量以及减少发酵食糜在发酵罐内的积累，用以更好的模拟反刍动物瘤胃蠕动、吸收和发酵终产物的外排功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及反刍动物营养研宄领域，具体而言，涉及。
技术介绍
反刍动物的瘤胃是一个效率非常高的生物发酵罐，瘤胃内栖息着复杂多样、数量巨大的微生物。微生物与宿主以及不同微生物之间处于一种相互制约、相互依赖的动态平衡状态。由于瘤胃是一个非常复杂的动态发酵系统，瘤胃中各种条件常处于动态的调控之中，所以较多试验很难在活体动物身上开展。为了解决上述问题，相关技术提供了瘤胃模拟系统，该系统应用瘤胃模拟技术可以有效模拟瘤胃发酵，是研宄反刍动物瘤胃生理学、发酵生物化学、微生物学和营养学等较为理想的模型。瘤胃模拟技术在动物营养研宄领域应用十分广泛，特别适合于在研宄营养误会的匹配关系及其对瘤胃微生物代谢影响等用动物难以操作的领域。具体的，瘤胃模拟系统包括人工瘤胃模拟系统和连续培养瘤胃模拟装置；连续培养瘤胃模拟装置如国际上应用较广的单外流连续培养系统和双外流连续培养系统。单外流是指消化食糜固相和液相均以相同速度外流的系统；而双外流是将消化糜固相和液相外流速度分别加以控制的系统。单外流连续体外发酵装置的典型代表的特点是把被测日粮放入尼龙袋中，再把尼龙袋放入发酵罐内供微生物降解，但该装置对应的控制系统没有考虑瘤胃内的固相和液相外流速度不同的情况，而且产气量的测定存在较大误差。双外流连续体外发酵装置的典型代表为连续培养装置，该装置依靠发酵罐内的过滤膜保持固相食糜外流速度和液体外流速度的不同，通过持续向发酵罐内通入C02维持发酵罐内的厌氧环境，但是该装置无法准确区分已发酵和刚投入的饲料，无法测定单一饲料的消化率；人工瘤胃模拟系统，伴随着发酵时间的延长，模拟装置内的微生物群落结构会发生改变，微生物数量特别是原虫数量会逐渐减少设置消失。专利技术人在研宄中发现，现有技术中瘤胃模拟系统存在没有考虑瘤胃内的固相和液相外流速度不同的情况、产气量的测定存在较大误差不理想、无法准确区分已发酵和刚投入的饲料以及无法测定单一饲料的消化率的问题，针对这些问题，目前尚未提出一种较好的解决方式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，能够实现瘤胃内容物液相和固相以不同的速率外排以及在不影响发酵罐内环境的前提下排出发酵产生的气体并准确记录产气量等，用以更好的模拟反刍动物瘤胃蠕动、吸收和发酵终产物的外排功能。第一方面，本专利技术实施例提供了一种瘤胃模拟装置，包括发酵罐，用于瘤胃微生物对发酵底物发酵；装置还包括:搅拌装置，用于对发酵罐的内容物进行搅拌；缓冲液注入装置，用于将存储的缓冲液注入到发酵罐中；排气装置，用于释放发酵罐和/或采集装置内的气体；排液装置，用于释放发酵罐内的缓冲液；排固装置，用于释放发酵罐内的固相食糜；控制器，当瘤胃模拟装置上电时，根据生成的流量脉冲控制搅拌装置、缓冲液注入装置、排气装置、排液装置和排固装置正常工作。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该瘤胃模拟装置还包括:加料装置，用于向发酵罐内加入原料；加热装置，用于对发酵罐和排液装置进行加热，以保持发酵罐和排液装置在合适的温度；采集装置，用于采集发酵罐内的预设发酵参数；预设发酵参数包括:发酵罐内容物的氢离子浓度指数PH、发酵罐内容物的发酵温度、发酵罐内气体的压力、发酵罐内气体的0)2浓度和发酵罐内气体的CH4浓度；控制器，当瘤胃模拟装置上电时，控制加料装置、加热装置和采集装置工作，并对采集装置采集的预设发酵参数进行处理和显示；计时器，用于在每一次到达预设计时周期时，向控制器发送提示信息；控制器还用于控制计时器计时，并根据计时器发送的提示信息控制排气装置的打开和关闭。本专利技术实施例提供的瘤胃模拟装置，采用调速装置调节搅拌装置的搅拌速度；排气装置控制发酵罐内气体的释放；加料装置在排气装置打开时向发酵罐内加入原料；采集装置采集发酵罐内的预设发酵参数；控制器在瘤胃模拟装置上电时根据生成的流量脉冲控制加料装置、加热装置工作以及采集装置采集工作，并对采集装置采集的预设发酵参数进行处理和显示，以及控制采集装置采集预设发酵参数并对预设发酵参数进行处理和显示。其与现有技术中的瘤胃模拟系统存在没有考虑瘤胃内的固相和液相外流速度不同的情况等问题相比，能够实现瘤胃内容物液相和固相以不同的速率外排、在不影响发酵罐内环境的前提下排出发酵产生的气体并准确记录产气量，并且还能够减少发酵食糜在发酵罐内的积聚，用以更好的模拟反刍动物瘤胃蠕动、吸收和发酵终产物的外排功能。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种瘤胃模拟装置的控制方法，用于控制如第一方面所述的瘤胃模拟装置，包括:接收主机发送的携带有预设运行参数及预设运行参数数值的数据采集指令；其中，预设运行参数包括排气压力、关气压力、搅拌速度、发酵温度以及液相稀释率；根据数据采集指令对应的预设运行参数，控制采集装置采集预设发酵参数；预设发酵参数包括:发酵罐内容物的氢离子浓度指数PH、发酵罐内容物的发酵温度、发酵罐内气体的压力、发酵罐内气体的0)2浓度和发酵罐内气体的CH4浓度；接收采集装置发送的预设发酵参数；将接收的预设发酵参数发送至主机。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，根据数据采集指令对应的预设运行参数，控制采集装置采集预设发酵参数之前，还包括:判断当前的运行参数数值与预设运行参数数值是否相匹配；在检测到当前的运行参数数值与预设运行参数数值相匹配时，保持当前的运行参数数值不变；在检测到当前的运行参数数值与预设运行参数数值不匹配时，从数据采集指令中提取预设运行参数数值，并将预设运行参数数值设置为当前的运行参数数值。结合第二方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，根据数据采集指令对应的预设运行参数，控制采集装置采集预设发酵参数，包括:根据当前的运行参数数值控制传感器采集第一预设发酵参数，以及根据当前的运行参数数值控制探测器采集第二预设发酵参数；第一预设发酵参数包括:发酵罐内容物的氢离子浓度指数PH、发酵罐内容物的发酵温度、发酵罐内气体的压力；第二预设发酵参数包括:发酵罐内气体的0)2浓度和发酵罐内气体的CH4浓度。结合第二方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，根据当前的运行参数数值控制探测器采集第二预设发酵参数，包括:判断探测器是否被置位；在检测到探测器未被置位时，获取当前的发酵罐内的气体压力值，并在检测到气体压力值达到预设压力值时，向主机发送请求控制探测器采集第二预设发酵参数的第一请求信息；在接收到主机反馈的请求成功的反馈信息时，对探测器进行标志置位；向标志置位后的探测器发送的采集第二预设发酵参数的控制指令；以及，在检测到探测器被置位时，向当前被置位的探测器发送请求发送第二预设发酵参数的第二请求信息。结合第二方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述方法还包括:在接收到主机反馈的请求失败的反馈信息时，释放发酵罐内的气体；向标志置位后的探测器发送的采集第二预设发酵参数的控制指令之后，还包括:判断探测器发送的第二预设发酵参数是否发送完成；以及，在检测到第二预设发酵参数发送完成后，释放探测器。结合第二方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第二方面的第五种可能的实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种瘤胃模拟装置，包括发酵罐，用于瘤胃微生物对发酵底物发酵；其特征在于，所述装置还包括：搅拌装置，用于对所述发酵罐的内容物进行搅拌；缓冲液注入装置，用于将存储的缓冲液注入到所述发酵罐中；排气装置，用于释放所述发酵罐和/或采集装置内的气体；所述排液装置，用于释放所述发酵罐内的缓冲液；排固装置，用于释放所述发酵罐内的固相食糜；控制器，当所述瘤胃模拟装置上电时，根据生成的流量脉冲控制所述搅拌装置、所述缓冲液注入装置、所述排气装置、所述排液装置和所述排固装置正常工作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈维军，王加启，贺建华，张佩华，张养东，卜登攀，
申请(专利权)人：湖南农业大学，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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