【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于反刍动物代谢机制研究，具体涉及一种反刍动物全周期代谢模拟装置及方法。
技术介绍
1、随着人类文明的不断进步和高物质生活追需的提高，猪牛羊等肉食类物质开始普遍进入人们的日常饮食中，甚至达到无肉不欢的境地。除猪以外，牛羊等反刍动物的养殖会伴随有大量ch4温室气体的排放，对环境也造成了不小的压力。而一个人尽皆知的事实是反刍动物对日粮的消化与ch4的排放主要依赖于其体内的瘤胃器官。
2、体内法和体外法是当前研究瘤胃最常用的两种方法。体内法的开展因存在试验周期长，环境条件不易控制等缺点，并不适用于大规模的饲料评定。相对于该方法，体外法具有操作简单、省时省力等优点，适用于实验室的常规分析。
3、然而，反刍动物体内除瘤胃外，还存在网胃、重瓣胃与皱胃等器官，这些器官共同作用于进食日粮，完成对日粮的全周期代谢，并获得用于自身增长的营养源。目前，体外法单对瘤胃进行模拟实验和研究不足以解释反刍动物的整体消化机制，无法为其对温室效应的贡献度提供可靠、全面的数据支撑。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种反刍动物全周期代谢模拟装置及方法，能够充分的模拟反刍动物的整个代谢过程，提供可靠、全面的试验数据以解释反刍动物消化机制和对温室效应造成的影响。
2、本专利技术的技术方案是：包括：
3、发酵罐,其顶壁上竖直插设有可转动的搅拌柱，所述搅拌柱为中空结构，所述搅拌柱的内腔用于储存瘤胃模拟液；
4、搅拌柱，为
5、瘤胃模拟体、网胃模拟体、重瓣胃模拟体及皱胃模拟体，均设置在所述发酵罐内，用于模拟反刍动物体内的瘤胃、网胃、重瓣胃和皱胃四个腔室，所述瘤胃模拟体、网胃模拟体、重瓣胃模拟体及皱胃模拟体依次由上而下环绕设置在所述搅拌柱周侧且均与所述搅拌柱固连，所述瘤胃模拟体、网胃模拟体、重瓣胃模拟体及皱胃模拟体首尾依次连通，并且所述瘤胃模拟体与所述搅拌柱的内腔连通；
6、饲料投放组件，设置在所述发酵罐顶部，所述饲料投放组件的输出端与所述瘤胃模拟体连通，用于对所述瘤胃模拟体内添加固体饲料。
7、优选的，所述发酵罩内还设置有用于模拟反刍动物的呼吸系统的导气引流组件，所述导气引流组件包括：
8、第一导气管，一端与搅拌柱的腔体连通，另一端插设至所述瘤胃模拟体内连接有第一集气口；
9、第二导气管，一端与所述搅拌柱的腔体连通，另一端穿过所述瘤胃模拟体并插设至所述网胃模拟体内连接有第二集气口；
10、第三导气管，一端与搅拌柱的腔体连通，另一端依次穿过所述瘤胃模拟体、网胃模拟体并插设至所述重瓣胃模拟体内连接有第三集气口；
11、第四导气管，一端与搅拌柱的腔体连通，另一端依次穿过所述瘤胃模拟体、网胃模拟体、重瓣胃模拟体并插设至皱胃模拟体内连接有第四集气口。
12、优选的，所述发酵罐包括底座、发酵罩和旋转电机，所述发酵罩为圆柱形，所述底座上开设有环形滑槽，所述发酵罩的下端嵌设在所述环形滑槽内，所述电机固连在底座上，且所述电机的输出轴与所述搅拌柱的下端固定，所述搅拌柱的上端插设在所述发酵罩的顶壁上且两者固连。
13、优选的，所述发酵罩内还设置有过液管和多个主导管，所述过液管的一端与瘤胃模拟体连通，另一端与搅拌柱的腔体连通，多个主导管分别用于所述瘤胃模拟体与网胃模拟体、所述网胃模拟体与重瓣胃模拟体、所述重瓣胃模拟体与皱胃模拟体的连通，且所述过液管与所述瘤胃模拟体顶壁的连接端、每个所述主导管与网胃模拟体、重瓣胃模拟体及皱胃模拟体的顶壁连接端均设置有防气透水膜。
14、优选的，所述搅拌柱的上端延伸出所述发酵罩且螺纹连接有活动盖，所述活动盖上贯穿插设有连接杆，所述连接杆与所述搅拌柱的轴线平行，所述连接杆延伸至所述搅拌柱内的一端固连有与之垂直的封口杆，所述封口杆的两端分别固连有一个封口片，每个所述封口片的下端均设置有一个弹簧，所述弹簧上端与所述封口片固连，下端低于所述过液管与搅拌柱的连通端口，且所述弹簧的下端与所述搅拌柱的内壁固连，活动盖与连接杆之间设置有限位组件，所述限位组件用于对连接杆限位。
15、优选的，所述限位组件包括连接套、多个凸起和凹槽，所述连接套套装在所述连接杆且两者滑动连接，且所述连接杆在所述连接套内沿竖直方向滑动，多个所述凸起固定在所述连接套上，多个凹槽与所述凸起一一对应，且多个凹槽开设在活动盖上，所述凸起卡设在凹槽内。
16、优选的，所述瘤胃模拟体、网胃模拟体、重瓣胃模拟体及皱胃模拟体的腔体底部均设置有聚料斗，所述聚料斗顶部设有进口，底部设有出口，所述聚料斗的出口设置有滤网，所述聚料斗用于承接进入腔体的底物和瘤胃模拟液，所述聚料斗的出口连接有排液管，所述排液管远离所述聚料斗的一端穿出发酵罩，且所述排液管上设置有阀门。
17、优选的，所述饲料投放组件包括进料管、漏斗口以及密封盖，所述进料管贯穿插设在所述发酵罩的顶壁上，所述进料管进入发酵罩的一端与所述瘤胃模拟体连通，所述进料管位于发酵罩外侧的一端与所述漏斗口固定，所述密封盖安装在所述漏斗口的开口处。
18、优选的，所述瘤胃模拟体、网胃模拟体、重瓣胃模拟体及皱胃模拟体内均设置有气体传感器和ph传感器，所述气体传感器和ph传感器均与发酵罐上的集散控制单元电连接，所述集散控制单元包括计算机检测系统、红外监控系统与智能反馈调适系统，且所述集散控制单元与控制器电连接，所述计算机检测系统、红外监控系统与智能反馈调适系统用于控制、反应和监测发酵罐内部的产气情况和环境。
19、根据上述任一所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其实验方法，包括如下步骤：
20、s1，向搅拌柱内加入瘤胃模拟液，并通过饲料投放组件向瘤胃模拟体内加入固体饲料作为底物；
21、s2，启动温控系统，调节发酵罐内部的温度到达35℃，并保持该温度恒定，实现恒温发酵；
22、s3，将搅拌柱内部的瘤胃模拟液输送至瘤胃模拟体内，然后与底物接触并开始反应，与底物反应后的瘤胃模拟液依次进入网胃模拟体、重瓣胃模拟体及皱胃模拟体内；
23、s4，驱动搅拌柱旋转，继而搅拌柱和发酵罩共同带动瘤胃模拟体、网胃模拟体、重瓣胃模拟体及皱胃模拟体实现旋转，旋转1-2天，使得底物与瘤胃模拟液充分反应，在旋转过程中利用导气引流组件将瘤胃模拟体、网胃模拟体、重瓣胃模拟体及皱胃模拟体内产生的不溶于发酵液的气体传输至搅拌柱内以此模拟反刍动物的呼吸系统；
24、s5，对瘤胃模拟体、网胃模拟体、重瓣胃模拟体及皱胃模拟体中的产气情况实时跟踪，待瘤胃模拟体、网胃模拟体、重瓣胃模拟体及皱胃模拟体中产气稳定后，停止旋转；
25、s6，分别提取瘤胃模拟体、网胃模拟体、重瓣胃模拟体和皱胃模拟体中的发酵液，进行实验分析以解释反刍动物的整体消化机制。
26、与现有技术相比，本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述发酵罐(1)内还设置有用于模拟反刍动物的呼吸系统的导气引流组件，所述导气引流组件包括：
3.根据权利要求1所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述发酵罐(1)包括底座(101)、发酵罩(102)和旋转电机(103)，所述发酵罩(102)为圆柱形，所述底座(101)上开设有环形滑槽，所述发酵罩(102)的下端嵌设在所述环形滑槽内，所述电机固连在底座(101)上，且所述电机的输出轴与所述搅拌柱(2)的下端固定，所述搅拌柱(2)的上端插设在所述发酵罩(102)的顶壁上且两者固连。
4.根据权利要求3所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述发酵罩(102)内还设置有过液管(201)和多个主导管(7)，所述过液管(201)的一端与瘤胃模拟体(3)连通，另一端与搅拌柱(2)的腔体连通，多个主导管(7)分别用于所述瘤胃模拟体(3)与网胃模拟体(4)、所述网胃模拟体(4)与重瓣胃模拟体(5)、所述重瓣胃模拟体(5)与皱
5.根据权利要求4所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述搅拌柱(2)的上端延伸出所述发酵罩(102)且螺纹连接有活动盖(202)，所述活动盖(202)上贯穿插设有连接杆，所述连接杆与所述搅拌柱(2)的轴线平行，所述连接杆延伸至所述搅拌柱(2)内的一端固连有与之垂直的封口杆，所述封口杆的两端分别固连有一个封口片，每个所述封口片的下端均设置有一个弹簧(206)，所述弹簧(206)上端与所述封口片固连，下端低于所述过液管(201)与搅拌柱(2)的连通端口，且所述弹簧(206)的下端与所述搅拌柱(2)的内壁固连，活动盖(202)与连接杆之间设置有限位组件，所述限位组件用于对连接杆限位。
6.根据权利要求5所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述限位组件包括连接套(2011)、多个凸起(2031)和凹槽(2021)，所述连接套(2011)套装在所述连接杆且两者滑动连接，且所述连接杆在所述连接套(2011)内沿竖直方向滑动，多个所述凸起(2031)固定在所述连接套(2011)上，多个凹槽(2021)与所述凸起(2031)一一对应，且多个凹槽(2021)开设在活动盖(202)上，所述凸起(2031)卡设在凹槽(2021)内。
7.根据权利要求1所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述瘤胃模拟体(3)、网胃模拟体(4)、重瓣胃模拟体(5)及皱胃模拟体(6)的腔体底部均设置有聚料斗(303)，所述聚料斗(303)顶部设有进口，底部设有出口，所述聚料斗的出口设置有滤网，所述聚料斗(303)用于承接进入腔体的底物和瘤胃模拟液，所述聚料斗(303)的出口连接有排液管，所述排液管远离所述聚料斗(303)的一端穿出发酵罩(102)，且所述排液管上设置有阀门。
8.根据权利要求3所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述饲料投放组件包括进料管(301)、漏斗口(302)以及密封盖，所述进料管(301)贯穿插设在所述发酵罩(102)的顶壁上，所述进料管(301)进入发酵罩(102)的一端与所述瘤胃模拟体(3)连通，所述进料管(301)位于发酵罩(102)外侧的一端与所述漏斗口(302)固定，所述密封盖安装在所述漏斗口(302)的开口处。
9.根据权利要求1所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述瘤胃模拟体(3)、网胃模拟体(4)、重瓣胃模拟体(5)及皱胃模拟体(6)内均设置有气体传感器(304)和PH传感器，所述气体传感器(304)和PH传感器均与发酵罐(1)上的集散控制单元电连接，所述集散控制单元包括计算机检测系统、红外监控系统与智能反馈调适系统，且所述集散控制单元与控制器电连接，所述计算机检测系统、红外监控系统与智能反馈调适系统用于控制、反应和监测发酵罐(1)内部的产气情况和环境。
10.根据权利要求4-9任一所述的反刍动物全周期代谢模拟装置的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述发酵罐(1)内还设置有用于模拟反刍动物的呼吸系统的导气引流组件，所述导气引流组件包括：
3.根据权利要求1所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述发酵罐(1)包括底座(101)、发酵罩(102)和旋转电机(103)，所述发酵罩(102)为圆柱形，所述底座(101)上开设有环形滑槽，所述发酵罩(102)的下端嵌设在所述环形滑槽内，所述电机固连在底座(101)上，且所述电机的输出轴与所述搅拌柱(2)的下端固定，所述搅拌柱(2)的上端插设在所述发酵罩(102)的顶壁上且两者固连。
4.根据权利要求3所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述发酵罩(102)内还设置有过液管(201)和多个主导管(7)，所述过液管(201)的一端与瘤胃模拟体(3)连通，另一端与搅拌柱(2)的腔体连通，多个主导管(7)分别用于所述瘤胃模拟体(3)与网胃模拟体(4)、所述网胃模拟体(4)与重瓣胃模拟体(5)、所述重瓣胃模拟体(5)与皱胃模拟体(6)的连通，且所述过液管与所述瘤胃模拟体(3)顶壁的连接端、每个所述主导管(7)与网胃模拟体(4)、重瓣胃模拟体(5)及皱胃模拟体(6)的顶壁连接端均设置有防气透水膜。
5.根据权利要求4所述的反刍动物全周期代谢模拟装置，其特征在于，所述搅拌柱(2)的上端延伸出所述发酵罩(102)且螺纹连接有活动盖(202)，所述活动盖(202)上贯穿插设有连接杆，所述连接杆与所述搅拌柱(2)的轴线平行，所述连接杆延伸至所述搅拌柱(2)内的一端固连有与之垂直的封口杆，所述封口杆的两端分别固连有一个封口片，每个所述封口片的下端均设置有一个弹簧(206)，所述弹簧(206)上端与所述封口片固连，下端低于所述过液管(201)与搅拌柱(2)的连通端口，且所述弹簧(206)的下端与所述搅拌柱(2)的内壁固连，活动盖(202)与连接杆之间设置有限位组件，所述限位组件用于对连接杆限位。
6.根据权利要求5所述的反刍动物全周期代谢模拟装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：高丽娟，姚义清，何龙寿，张怀文，刘玮，李文涛，牛东圣，周治，董颖涛，王美净，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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