一种智能平行厌氧培养发酵系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能平行厌氧培养发酵系统，包括发酵罐体(8)、营养液滴加装置、无氧环境控制执行装置和气压监测模块，安装在可视化操作台上。采用四管孔发酵罐体设计，分别负责培养液注入、氮气注入、空气抽取、压力监测，使得氮气充入与气体抽取时间更加精确，从而制造出一种更加高精度的厌氧环境，并由压力模块将信号传到操作台由LCD直观显示，实现了厌氧菌发酵的智能控制。本发明专利技术设计的自动控制系统优化了生产工艺，形成了一个功能良好的厌氧微生物发酵过程自动控制系统。本系统的目的是要解决厌氧菌发酵过程厌氧条件难制造和难控制问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种智能平行厌氧培养发酵系统


[0001]本系统可用于各种厌氧菌培养发酵工程，对各种厌氧菌的培养及发酵实现自动化生产，属于发酵


技术介绍

[0002]目前我国的发酵产业正处于升级转型的关键阶段，如何精准地控制发酵反应进程，提高反应效率，降低资源耗费是未来的发展趋势。近年来，随着微生物发酵、生物传感技术及其相关产品的迅速发展，国内外对通用型、小型化生物发酵设备的研究和开发都越来越重视。然而目前实验室小型微生物发酵装置常采用传统的手动操作控制系统，很难满足当前多品种微生物发酵高精度控制要求。同时，由于实验室中厌氧微生物的培养需要严苛的厌氧条件，因此，缺乏相应的小型设备。

技术实现思路

[0003]本专利技术的技术目的在于，在对当前国内外已有的发酵设备和发酵技术研究基础上，采用四管孔发酵罐体设计，分别负责培养液注入、氮气注入、空气抽取、压力监测，使得氮气充入与气体抽取时间更加精确，从而制造出一种更加高精度的厌氧环境，并由压力模块将信号传到操作台由LCD直观显示，实现了厌氧菌发酵的智能控制。本专利技术设计的自动控制系统优化了生产工艺，形成了一个功能良好的厌氧微生物发酵过程自动控制系统。本系统的目的是要解决厌氧菌发酵过程厌氧条件难制造和难控制问题。
[0004]为了实现上述目的，本系统提供了一种智能平行厌氧培养发酵系统，用在厌氧菌发酵过程中。
[0005]本专利技术采用的技术方案为一种智能平行厌氧培养发酵系统，包括发酵罐体8、营养液滴加装置、无氧环境控制执行装置和气压监测模块，安装在可视化操作台上。
[0006]无氧环境控制执行装置中，按钮开关1控制CPU核心模块2，通过LED显示模块5显示输出的数据。
[0007]所述营养液滴加装置包括氮气电动阀门11、空气控制阀12、压力传感器13和培养液滴加控制阀门14，将氮气电动阀门11、空气控制阀12、压力传感器13、培养液滴加控制阀门14固定在操作台下面的散热壳体3内。
[0008]进一步地，营养液滴加装置还包括电动滴加阀门16、伸缩滴加胶管17、旋转轮盘驱动装置18、旋转轮盘19、移动支架20。电动滴加阀门16与伸缩滴加胶管17采用螺纹连接，固定在旋转轮盘19的卡口位置上。旋转轮盘驱动装置18与旋转轮盘19之间通过移动支架20连接，置于滑动凹槽之中。
[0009]进一步地，所述的无氧环境控制执行装置是通过CPU核心模块2控制氮气电动阀门11打开向发酵罐内充入氮气，压力监测模块将罐体内压力传入CPU核心模块，直到达到设定压力值，然后控制氮气电动阀门11关闭同时打开真空泵4及四个空气控制阀12抽出罐体内气体持续5秒，如此循环，保证发酵罐内保持厌氧环境。
[0010]进一步地，由按钮开关1和LED显示模块5组成的控制面板装置嵌于整个工作台上方，与水平面成60
°
，便于日常操作与观察。
[0011]进一步地，六支串联并排置于工作台上半部分的培养液输送胶管6能够嵌于旋转轮盘7上，或者培养液输送胶管6能够单独使用，构成系统的培养液输送单元；两组所述的培养液输送单元并行布设，共同由CPU核心模块2控制，智能选择加入营养液的种类、频率和流量。
[0012]进一步地，所述的发酵罐体8共有三组，每组发酵罐体8均开设有一个用于加入培养液管孔，通过培养液管孔注入菌体及培养液在装置启动前；一个用以注入氮气的培养液管孔，通过CPU核心模块2控制氮气电动阀门从此孔充入氮气；一个用以抽出罐内气体的培养液管孔，通过CPU核心模块2控制真空泵4及空气控制阀门12从此孔抽出罐内气体；一个用以监控罐体内压力的培养液管孔，将压力传感器13安装于此处，用以监测发酵罐体的罐内压强。三组平行发酵罐体8固定在工作台下方散热壳体3的凹槽中，同时进行三组一比一平行参照实验。
[0013]进一步地，氮气电动阀门11、空气控制阀12采用法兰连接的方式置于发酵罐体8上，采用法兰连接的方式便于安装和拆卸，在发酵罐体8内发酵反应产生高温高压的情况下，也不易泄露，安全系数较高。
[0014]进一步地，压力传感器13采用螺纹连接，不影响密封效果。培养液滴加罐口15焊接在发酵罐体8上，培养液滴加控制阀门14则加入智能红外装置并与培养液输送胶管6对接，实现营养液全程智能添加。
[0015]进一步地，所述的气压监测模块通过压力传感器13采集到发酵罐体8内压力情况，并通过LCD显示模块5输出到操作台，在操作台实时监测罐体内压力，再结合厌氧环境控制执行装置控制发酵罐体8内的发酵环境。
[0016]与现有技术相比较，本专利技术设计的发酵系统是一种用于微生物或细胞培养的实验室微生物培养系统，但是现有技术的发酵系统功能单一，且不智能化，不能有效兼顾密闭性、自动化添加和无氧环境控制，当要求厌氧培养时则不能随时添加营养物质。与现有技术相比，本专利技术采用四管孔发酵罐体设计，分别负责培养液注入、氮气注入、空气抽取、压力监测，使得氮气充入与气体抽取时间更加精确，从而在保证可随时添加的前提下又可以制造出一种更加高精度的厌氧环境，并由压力模块将信号传到操作台由LCD直观显示，实现了厌氧菌发酵的智能控制。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的整体外观结构示意图。
[0018]图2为本专利技术的内部结构示意图。
[0019]图3为本智能平行厌氧培养发酵系统的结构示意图。
[0020]1、按钮开关；2、CPU核心模块；3、散热壳体；4、真空泵；5、LCD显示模块；6、培养液输送胶管；7旋转轮盘；8、发酵罐体；9、氮气罐；10、仓门。
[0021]图4为本专利技术提出的智能平行厌氧培养发酵系统的发酵罐体示意图。
[0022]11、氮气电动阀门；12、空气控制阀；13、压力传感器；14、培养液滴加控制阀门；15、培养液滴加罐口。
[0023]图5为本智能平行厌氧培养发酵系统培养液滴加装置示意图。
[0024]16、电动滴加阀门；17、伸缩滴加胶管；18、旋转轮盘驱动装置；19、旋转轮盘；20、移动支架。
具体实施方式
[0025]以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。
[0026]一种智能平行厌氧培养发酵系统，该系统是一种适用于厌氧微生物的培养系统，能解决目前厌氧微生物专用发酵罐和培养系统缺乏的难题，尤其是尚无智能平行厌氧培养发酵系统给厌氧微生物培养造成的准确性差问题。
[0027]该系统包括四个部分：发酵罐体、营养液滴加装置、无氧环境控制执行装置和气压监测模块。
[0028]发酵罐体共有三支，每个罐体均开设有一个的用于滴加培养液的管孔，通过管孔注入菌体；一个用以注入氮气或二氧化碳的管孔；一个用以抽出罐内气体的管孔；一个用以监控罐体内压力的管孔，这其中流加补料的管孔和接种菌种的管孔可以共用一个。
[0029]营养液滴加装置主要为三个培养液滴加控制阀门、两个由步进电机控制的滴加轮盘和十二根培养液输送管组成。无氧环境控制执行装置主要由氮气注入模块、空气抽取模块以及CPU核心处理模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能平行厌氧培养发酵系统，其特征在于：包括发酵罐体(8)、营养液滴加装置、无氧环境控制执行装置和气压监测模块；无氧环境控制执行装置中，按钮开关(1)控制CPU核心模块(2)，通过LED显示模块(5)显示输出的数据；所述营养液滴加装置包括氮气电动阀门(11)、空气控制阀(12)、压力传感器(13)和培养液滴加控制阀门(14)，将氮气电动阀门(11)、空气控制阀(12)、压力传感器(13)、培养液滴加控制阀门(14)固定在操作台下面的散热壳体(3)内；所述的气压监测模块通过压力传感器(13)采集到发酵罐体(8)内压力情况，并通过LCD显示模块(5)输出到操作台，在操作台实时监测罐体内压力，再结合厌氧环境控制执行装置控制发酵罐体(8)内的发酵环境。2.根据权利要求1所述的一种智能平行厌氧培养发酵系统，其特征在于：营养液滴加装置还包括电动滴加阀门(16)、伸缩滴加胶管(17)、旋转轮盘驱动装置(18)、旋转轮盘(19)、移动支架(20)；电动滴加阀门(16)与伸缩滴加胶管(17)采用螺纹连接，固定在旋转轮盘(19)的卡口位置上；旋转轮盘驱动装置(18)与旋转轮盘(19)之间通过移动支架(20)连接，置于滑动凹槽之中。3.根据权利要求1所述的一种智能平行厌氧培养发酵系统，其特征在于：所述的无氧环境控制执行装置是通过CPU核心模块(2)控制氮气电动阀门(11)打开向发酵罐内充入氮气，压力监测模块将罐体内压力传入CPU核心模块，直到达到设定压力值，然后控制氮气电动阀门(11)关闭同时打开真空泵(4)及四个空气控制阀(12)抽出罐体内气体。4.根据权利要求1所述的一种智能平行厌氧培养发酵系统，其特征在于：由按钮开关(1)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘占英，齐咏生，刘洋，杜晓旭，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：