一种全自动浅盘培养盘式固体发酵装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物农药在线扩培装置技术领域，具体地说是一种全自动浅盘培养盘式固体发酵装置。


背景技术：

2.生物农药主要是指利用微生物及其代谢产物来防治农作物的病害，虫害。是生物防治的重要手段，其具有较强的生物选择性，对农作物、人畜无害，对病原体和线虫产生直接的杀灭作用，施用后无农药残留等特点。生物农药主要成分为细菌及其代谢产物。如芽孢杆菌，放线菌，赤霉素等。
3.我国是农作物生产大国，化学农药大量的用于农作物的病虫害的防治，但大量的化学农药使我国的农药污染越来越严重，农产品受农药污染已是普遍现象，造成人畜中毒的事件时有发生，同时威胁生态环境可持续发展。生物农药的使用解决了大量使用化学农药造成的农药污染问题，并获得了良好的生防效果，由于生物农药的特点现在越来越受到重视需求量也越来越大，然而在生物农药生产中大部分采用固体发酵的方式生产，如链霉菌和霉菌系列的生防菌只有在固体发酵中才能产生大量的孢子，由于现有的固体发酵罐在设计上存在较多的缺陷，使其生产过程各参数较难控制，普遍存在产量不高，批间差异大，易染菌等缺点。
4.现有技术中于2020年09月22日公告的、公告号cn 211546538 u实用新型专利，介绍了一种用于固体发酵过程均匀控制湿度的发酵罐，包括发酵罐本体，发酵罐本体上设有出气口和进气口，出气口上设有风扇仓上还设有第一管道，进气口上设有第二管道，第一管道与第二管道相互连接的端口上分别设有一个法兰盘，两个法兰盘相互固定连接，两个法兰盘之间夹持有干燥片。该装置的缺点是当湿度较大时需要频繁更换干燥片，另外更换干燥片易引入杂菌，而且该除湿装置采用外循环管道与发酵箱体连接的设计存在较大的卫生死角不易清洁灭菌，加大染菌概率，放大生产困难。
5.现有技术中于2014年01月15日公告的、公告号cn 203393159 u实用新型专利，介绍了一种用于固体浅盘发酵的装置，发酵箱体包括控温层，培养层等，控温层在培养层的下方，培养层在培养箱内水平放置。装置的缺点是控温层在发酵过程中的凝结水会滴入下一层的培养基中，局部湿度过大导致发酵失败，另外培养层底部控温的方式占用了培养空间不利于工业放大。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种全自动浅盘培养盘式固体发酵装置，以提高固体浅盘发酵的自动化发酵程度，降低杂菌污染率，提高发酵产率。
7.本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：
8.一种全自动浅盘培养盘式固体发酵装置，包括：空气压缩机、培养箱箱体、浅盘培养盘、plc以及与plc连接的湿度控制系统、循环温控系统、检测探头和空气质量流量计；
9.其中，所述培养箱箱体内设有检测探头和多个浅盘培养盘；所述空气压缩机依次通过空气质量流量计、湿度控制系统与培养箱箱体连接；
10.所述循环温控系统与培养箱箱体连接。
11.所述培养箱箱体分为封闭的外箱体及置于外箱体内部的封闭的内箱体，所述内箱体与外箱体之间留有空间；
12.所述检测探头和浅盘培养盘均设于内箱体内部；
13.所述内箱体顶面设有与外界连通的出气口，所述内箱体底面设有排水口，所述浅盘培养盘为多个，每个所述浅盘培养盘下方的内箱体侧壁上均开设有进气口，每个所述进气口分别通过气管路由所述外箱体穿出，并经所述湿度控制系统、空气质量流量计后与所述空气压缩机连通；
14.所述外箱体上分别设有与所述空间相连通的进水口和出水口，所述进水口与循环温控系统的输入端连接，所述循环温控系统的输出端与出水口连接。
15.所述湿度控制系统包括相互连接的加湿器和冷干机；所述加湿器的输入端与空气质量流量计连接，所述冷干机的输出端经气管路与培养箱箱体的多个进气口连接；所述加湿器和冷干机分别与plc连接。
16.所述检测探头，包括：温度探头、溶氧探头以及湿度探头；
17.所述温度探头、溶氧探头以及湿度探头均与plc连接，且均设于培养箱内箱体内。
18.所述温度探头、溶氧探头以及湿度探头均为电极式探头。
19.所述湿度控制系统与培养箱箱体的多个进气口之间还依次设有空气缓冲罐和除菌过滤器。
20.所述循环温控系统为温度控制器。
21.所述浅盘培养盘为网状结构，且相对于培养箱箱体倾斜设置。
22.所述浅盘培养盘与培养箱主体的底面之间的夹角为10～25
°
。
23.所述浅盘培养盘与培养箱主体的底面之间的夹角为25
°
24.本实用新型具有以下有益效果及优点：
25.1.本实用新型具有结构简单、操作方便，自动化程度高，易于现工业化放大。
26.2.本实用新型采用溶氧电极、湿度电极、以及温度电极精确控制发酵过程中的技术参数，发酵效率高。
27.3.本实用新型采用夹套循环水控温以及浅盘与培养箱底盘成25
°
角、加湿外置设计等降低了染菌率，提高了发酵产量。
附图说明
28.图1为本实用新型的结构示意图；
29.图2为浅盘结构示意图。
30.其中1为培养箱箱体，2为进气口，3为出气口，4为排水口，5为温度探头，6为溶氧探头，7为湿度探头，8为plc，9为温度控制器，10为加湿器，11为冷干机，12为空气质量流量计，13为空气缓冲罐，14为除菌过滤器，15为浅盘。
具体实施方式
31.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
32.如图1所示，为本实用新型的结构示意图。
33.本实用新型包括：包括：空气压缩机、培养箱箱体1、浅盘培养盘15、plc8以及与plc8连接的湿度控制系统、循环温控系统、检测探头和空气质量流量计12，各单元以图1的方式进行连接，形成由空气压缩机至湿度控制系统空气过滤系统及固体培养箱的连接系统。
34.其中，培养箱箱体1内设有检测探头和多个浅盘培养盘15；空气压缩机依次通过空气质量流量计12、湿度控制系统与培养箱箱体1连接；
35.循环温控系统与培养箱箱体1连接。
36.培养箱箱体分为封闭的外箱体及置于外箱体内部的封闭的内箱体，内箱体与外箱体之间留有空间；
37.检测探头和浅盘培养盘15均设于内箱体内部；
38.内箱体顶面设有与外界连通的出气口3，所述内箱体底面设有排水口4，所述浅盘培养盘15为多个，每个所述浅盘培养盘15下方的内箱体侧壁上均开设有进气口2，每个所述进气口2分别通过气管路由所述外箱体穿出，并经所述湿度控制系统、空气质量流量计12后与所述空气压缩机连通；
39.所述外箱体上分别设有与所述空间相连通的进水口和出水口，所述进水口与循环温控系统的输入端连接，所述循环温控系统的输出端与出水口连接。
40.其中，湿度控制系统由加湿器10和冷干机11组成，这两个设备设有湿度控制信号接收装置并与自动控制器相连。当培养箱箱体1内的湿度探头7检测到湿度高于或低于自控系统设定的湿度值时，控制系统启动加湿器10或冷干机11对通入培养箱箱体1内的空气进行加湿或除湿，从而实现自动控制固体培养箱体内的湿度。另外将湿度控制系统置于培养箱体外比加湿探头设置在培养箱内更容易控制湿度在较精确的范围内，解决了湿度控制波动大的的弊端，而且后期较易生产放大。
41.其中，温度控制系统采用夹套循环水设计对箱体内的物料不接触，热交换均匀，较普通内风循环控温设备无卫生死角，易清洁消毒，降低染菌率，本系统由加热与制冷两个单元组成，这两个单元有温度信号接收装置装置并与自动控制器相连。当固体培养箱内的温度探头5检测到温度高于或低于自控系统设定的温度值时，控制系统启动加热或制冷对固体加热箱夹套内的循环水进行热交换，从而实现自动控制培养箱箱体1内的温度。
42.其中，本实用新型采用底部通气上部出气的方式，内置温度、溶氧、湿度电极，箱体内部采用食品级不锈钢内衬光滑无死角易清洁。发酵过程中产生的冷凝水通过箱体底部的自动排水阀排除箱外。
43.发酵用浅盘与培养箱底面成10～25
°
角，安装在培养箱箱体1内，本实施例优选25
°
，发酵过程中产生的冷凝水沿斜面流至培养箱底部从底部排水口4排出。此方式可避免上一个浅盘15发酵过程中产生的冷凝水滴入浅盘15中造成发酵基质局部湿度过大影响发酵产量。
44.浅盘15底面密布网眼，发酵过程中从浅盘底部上升的空气部分从网眼穿过疏松的发酵基质从而增加菌体与氧气的接触面积有利于提高菌体单位产量。
45.空气控制系统在压缩机空气出口连接空气质量流量计12，空气质量流量计12与plc8相连，plc8与培养箱箱体1内的溶氧电极相连信号接收装置并与自动控制器相连。当培养箱箱体1内的溶氧电极检测到箱内溶氧值高于或低于设定值时，控制系统会自动调节质量流量计减少或增加空气流量输出从而实现自动控制固体培养箱体内的溶解氧。
46.本实用新型的工作原理如下：
47.本实用新型主体主要包括长方体的密闭式的箱体1，在箱体上分别开有进气口2和出气口3，并在箱体底部设置有排水口4，排水口为冷凝排出口，箱体内分别安装有温度探头5、溶氧探头6及湿度探头7。检测探头与plc控制器8相连，控制器采集这三个参数并发出指令给温度控制器9，加湿器器10和冷干机11以及空气质量流量计12，实现对箱体内的各参数精确控制。其中经调解合适湿度空气经空气缓冲罐13及除菌过滤器14到达箱体内参与气体交换，箱体内的浅盘15呈25
°
角安装在箱体中在发酵过程中可有效避免浅盘背面的冷凝水滴入下一层发酵基质中从而保证发酵基质湿度的恒定。在每两个浅盘之间都配有空气分配口以保证每层发酵基质能得到充分的气体交换。
48.实施案例1：
49.除虫链霉菌在本实用新型上的应用。
50.将配制好的固体培养基平铺在浅盘内，保持厚度为5cm左右，套上灭菌保护袋放入高压锅内进行灭菌，冷却后送入超净台内接种除虫链霉菌液体种子后移入固体培养箱内，依次开启空气、温度、湿度控制系统，在控制器上设定好培养参数并将控制参数状态定为自动培养状态，连续培养5
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7天后获得除虫链霉菌孢子产品，孢子收获量是普通培养箱收获量的2倍。
51.实施案例2：
52.淡紫拟青霉在本实用新型上的应用。
53.将配制好的固体培养基平铺在浅盘内，保持厚度为5cm左右，套上灭菌保护袋放入高压锅内进行灭菌，冷却后送入超净台内接种淡紫拟青霉液体种子后移入固体培养箱内，依次开启空气、温度、湿度控制系统，在控制器上设定好培养参数并将控制参数状态定为自动培养状态，连续培养3
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5天后获得淡紫拟青霉孢子产品。孢子收获量高于普通培养箱收获量。
54.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰应视为本实用新型的保护范围。