一种小型发酵设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种小型发酵设备，其包括：若干控制单元和发酵单元，所述控制单元具有至少一个pH控制器、多个酸碱装液量筒、多个蠕动泵和夹管阀，所述pH控制器连接所述蠕动泵和夹管阀；所述发酵单元包括一水浴槽，至少一个多位点磁力搅拌器和一循环水加热控制器设置于所述水浴槽，在所述水浴槽中还设置至少一组小型发酵罐，每个所述小型发酵罐的进料管经所述蠕动泵和夹管阀后分别浸入所述控制单元的酸碱装液量筒中。本实用新型专利技术具有设备成本低、发酵体积小、操作方便、能同时进行多个发酵试验的优点，能够用来进行细菌、真菌等微生物发酵，适用于医药、生物、食品等工厂或科研机构的实验室中，并用来代替目前常用的摇瓶和常规的发酵设备。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明本技术涉及一种专门用于制备生物能源、生物医药、生物材料单体、生物保健食品等产品的小型发酵设备。
技术介绍
在微生物发酵试验中，通常使用摇瓶或3L-10L的发酵罐来验证菌株的发酵性能， 包括产物产量、产率、产物生产强度、微生物的生长性能等。使用摇瓶进行发酵试验具有操作简单，可大批量进行的优点，但是摇瓶在培养过程中存在不能调节PH值、水分容易蒸发、 搅拌不够均勻等缺点。因此通过摇瓶试验所获得的数据在转移到发酵罐进行验证时，往往存在很大的偏差。另外，在微生物筛选、微生物生理检测等试验中，通过摇瓶试验所获得的数据也往往不是很精确。实验室中常规使用的3L- 10L发酵罐虽然数据检测比较准确，可以直接用于放大试验中，但是3L-10L的发酵罐往往比较笨重，操作比较复杂，而且设备成本和操作成本都比较高。另外每次试验通常只能使用有限的几个罐，不能批量并联使用，若要进行大批量发酵检测，需要很长时间才能完成。因此不能很好地满足使用需求。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的主要目的在于提供一种小型发酵设备，其具有设备成本低、发酵体积小、操作方便、能同时进行多个发酵试验的优点。为达到上述目的，本技术所提供的一种小型发酵设备，其特征在于包括若干控制单元和发酵单元，所述控制单元具有至少一个PH控制器、多个酸碱装液量筒、多个蠕动泵和夹管阀，所述PH控制器连接所述蠕动泵和夹管阀；所述发酵单元包括一水浴槽，至少一个多位点磁力搅拌器和一循环水加热控制器设置于所述水浴槽，在所述水浴槽中还设置至少一组小型发酵罐，每个所述小型发酵罐的进料管经所述蠕动泵和夹管阀后分别浸入所述控制单元的酸碱装液量筒中。上述本技术的技术方案中，所述pH控制器具有一架体，所述架体的一端安装固定有一组PH计，各所述pH计分别连接各所述蠕动泵和夹管阀的信号控制器，所述酸碱装液量筒、蠕动泵和夹管阀均设置在所述架体上。所述发酵单元的循环水加热控制器安装在所述水浴槽的一侧壁上，所述多位点磁力搅拌器设置于所述水浴槽的下部或所述水浴槽中。所述发酵单元的循环水加热控制器安装在所述水浴槽的一侧壁上，所述多位点磁力搅拌器设置于所述水浴槽的下部或所述水浴槽中。所述小型发酵罐具有一罐体和一橡胶塞，所述罐体的底部设置有搅拌子，一个PH 电极穿设并固定于所述橡胶塞，所述橡胶塞上还穿设有一进料管、一取样孔和两个通气孔， 所述进料管浸入在所述控制单元的酸碱装液量筒中。所述循环水加热控制器的加热范围为0 100°C，所述多位点磁力搅拌器的转速为 0 1000rpm/mino所述循环水加热控制器的加热范围为0 100°C，所述多位点磁力搅拌器的转速为 0 1000rpm/mino采用上述技术方案，本技术具有的特点是(1)ρΗ控制器分别与小型发酵罐中的PH电极和蠕动泵或夹管阀相连，通过酸碱加液量控制发酵罐的PH值；(2)置于水浴槽中的小型发酵罐，通过循环水加热控制器恒定温度；(3)多位点磁力搅拌器通过控制小型发酵罐中的搅拌子搅拌培养液，使菌体、营养液在罐中均勻分布。该设备具有完整的发酵设备组件， 设备成本低、发酵体积小、操作方便、操作成本低、多个发酵试验同时进行的优点， 能够用来进行细菌、真菌等微生物发酵，适用于医药、生物、食品等工厂或科研机构的实验室中，并用来代替目前常用的摇瓶和常规的发酵设备。附图说明图1是本技术一较佳实施例的结构示意图；图2a、图2b是本技术一较佳实施例的控制单元的结构示意图；图3是本技术一较佳实施例的发酵单元的结构示意图；图4是本技术发酵罐的结构示意图。具体实施方式现举以下实施例并结合附图对本技术的结构及功效进行详细说明。如图1 图3所示，本技术所提供的小型发酵设备包括控制单元10和发酵单元20，控制单元10由至少一个pH控制器11、多个酸碱装液量筒12、多个蠕动泵13和夹管阀14组成。发酵单元20包括至少一个多位点磁力搅拌器21、一循环水加热控制器22和一水浴槽23，在水浴槽23中设置至少一组小型发酵罐24。如图1、图2所示，pH控制器11具有一架体15，架体15的一端安装固定有一组pH 计16，在本实施例中架体15上设置有一组六台pH计16，各pH计16分别连接相对应的蠕动泵13和夹管阀14的信号控制器(图中未示)，酸碱装液量筒12设置在架体15的上部， 蠕动泵13和夹管阀14也安装在架体15上。如图3所示，发酵单元20的循环水加热控制器22被固定安装在水浴槽23的一侧壁上，温度加热范围为0 100°C。多位点磁力搅拌器21设置于水浴槽23的下部或水浴槽23中，其转速可达到0 lOOOrpm/min，用于搅拌水浴槽23中的水，使水温均勻。各小型发酵罐24放置于水浴槽23中，水浴槽23中的水要浸过小型发酵罐24中的液体培养基。 在本实施例中，水浴槽23中放置有两组共12个小型发酵罐24。如图4所示，每一小型发酵罐24具有一罐体241和一橡胶塞242，罐体241中装有液体培养基243，在罐体241的底部设置有搅拌子244，装液量根据小型发酵罐24的大小来确定，通常可装IOOml到3000ml的液体培养基243。一个pH电极245穿设并固定于橡胶塞242上，使pH电极245悬吊在罐体241中，且端部浸入液体培养基243中，pH电极245 上的导线连接至控制单元10的pH控制器11。橡胶塞242上还穿设有一进料管246，一取样管247和两个通气孔，两通气孔其中之一为进气孔248，另一个则为出气孔249。进料管 246为可耐酸碱的塑料管，经过蠕动泵13和夹管阀14后浸入控制单元10的酸碱装液量筒 12中。本技术的工作过程是(1)在发酵罐24底部放入搅拌子244，经高温灭菌后， 添加适量的灭菌发酵液体培养基243，并接入发酵菌种；(2)将接种后的发酵罐24放入水浴槽23中，由循环水加热控制器22控制温度，位于水浴槽23底部的多位点磁力搅拌器21通过控制搅拌子244的转速混勻发酵液；(3)在发酵罐24的顶部插入灭菌的pH电极245，各 PH电极245分别与pH计16相连检测发酵过程中发酵液的pH值，当发酵液中的pH值低于或高于设定值时，PH计16通过蠕动泵或夹管阀的信号控制器控制蠕动泵13或夹管阀14加碱或酸，使发酵液的PH值在发酵过程中保持恒定。本技术用于厌氧发酵时，橡胶塞242 上的两个通气孔是密封的；用于好氧发酵时，两个通气孔中的进气孔248可通入空气，出气孔249则排出气体。 本技术的控制单元10的数量与小型发酵罐24的数量相匹配，一组小型发酵罐24配一个控制单元10。在本技术上述实施例中，设置有两组小型发酵罐24，每组小型发酵罐24的数量为6个，相应的，控制单元10为两个，每个控制单元10中的pH计16设置为6个。当然，本技术控制单元10及小型发酵罐24的组数并不以此为限，同样的， 每组小型发酵罐24的数量也不以6个为限，均可按实际需求匹配。采用上述结构，本技术具有以下优点1、本技术的设备成本和运行成本低、具有操作简单、可批量发酵的特点。与常规的5L发酵罐相比，本技术所提供的小型发酵设备每个发酵罐的成本不到常规发酵罐的五分之一，而且每次发酵可批量进行，节省了大量的时间。2、数据准确、可进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种小型发酵设备，其特征在于包括：若干控制单元和发酵单元，所述控制单元具有至少一个ｐＨ控制器、多个酸碱装液量筒、多个蠕动泵和夹管阀，所述ｐＨ控制器连接所述蠕动泵和夹管阀；所述发酵单元包括一水浴槽，至少一个多位点磁力搅拌器和一循环水加热控制器设置于所述水浴槽，在所述水浴槽中还设置至少一组小型发酵罐，每个所述小型发酵罐的进料管经所述蠕动泵和夹管阀后分别浸入所述控制单元的酸碱装液量筒中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张学礼，徐洪涛，
申请(专利权)人：天津工业生物技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：12