一种便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置及取样方法

1.本发明属于反刍动物瘤胃微生物厌氧采样技术领域，尤其涉及一种便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置及取样方法。


背景技术：

2.分离天然的微生物菌种以降解纤维素是一种复杂且效率低下的方式，且分离过程可能遗失关键性菌株种类。反刍动物瘤胃主要食用纤维素，其中反刍动物瘤胃微生物在厌氧发酵过程中可以有效地将复杂的有机物降解为小分子有机酸，很好地发酵纤维素饲料，从而实现进一步降解，这对降解农业废弃物生产清洁的生物质能源是非常有价值的。
3.目前厌氧环境下提取反刍动物瘤胃微生物的方法较少，多为直接取样后放入保温瓶中保存待用，在此过程中，菌液长时间停留在取样管道，不能保持反刍动物瘤胃微生物菌群生长的最适温度；更重要的是，取样管道长时间暴露在空气中会导致厌氧菌群活性下降，不利于后续厌氧发酵过程；通过直接的管道取样，大颗粒饲料容易堵塞管道部分，取样效率低下，在后续使用过程中仍需过滤处理，二次暴露于空气环境，大大降低了利用效率；同时取样过程不能精确把控取样量，对动物造成一定的不良影响。因此，设计一种合理的取样方法是十分必要的。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决现有技术存在的易于堵塞，不能满足低浓度沼液的连续分离，分离品质差，分离效率低的问题，提供了一种便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置及取样方法，克服现有取样技术中控温和控氧的技术缺陷，同时在取样过程中进行过滤，保持取样过程菌种的活性，灵活可拆卸，可实现自动化取样。
5.本发明的一种便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置，包括控温系统、控氧系统、取样系统、过滤收集系统；
6.所述的控温系统、控氧系统、取样系统与过滤收集系统通过硅胶管道连接，通过各系统中阀门的开闭控制，完成空气和氮气在整个系统内部的贯通以及液体的收集；
7.所述的控温系统包括可移动电源、温度控制器、加热/保温套、保温收集瓶、进排气管和进料管；温度控制器通过可移动电源供电，加热/保温套底部为加热底盘，四周为双层保温膜嵌套，电阻丝均匀分布在保温膜内部，温度控制器实时监测底盘温度值，自动调控至目标温度39℃。取样开始前先进行预热，使温度达到预设温度；加热保温套嵌套在保温收集瓶外部，保温收集瓶瓶口为盖管一体式，短管为进排气管，通过硅胶软管与短管三通阀连接，长管为进料管，与引流管通过硅胶软管贯通。
8.所述的控氧系统包括微型真空泵、接泵三通阀、抽滤阀门、气体控制阀、短管三通阀、氮气阀和小型氮气瓶；接泵三通阀其中一端与微型真空泵通过管道连接，一端与抽滤阀门连接，另一端连接硅胶软管与短管三通泵贯通，抽滤阀门另一端通过硅胶软管与过滤引
流器凸嘴连接通向过滤系统，短管三通泵一端与氮气阀连接，小型氮气瓶的气流状态通过氮气阀控制，剩余的一端与进排气管贯通。
9.所述的取样系统包括微型动力型双管液泵、取样控制阀、取样针和原料口；取样针一端斜切面插入原料口进行取样，斜切面增大了取样面积，另一端与取样控制阀连接，其中取样针部件可通过螺纹端口调节长度，同时与斜切面另一端连接的取样针管在连接处卡合滤网，在取样过程进行初次过滤，取样控制阀另一侧端口通过硅胶软管与微型动力型双管液泵贯通，将取样后的样品通过液泵连接管道输送至过滤器集液瓶。
10.所述的过滤收集系统包括液泵连接管、过滤器集液瓶、滤网、过滤引流器凸嘴、过滤引流器、引流管和引流阀；过滤器集液瓶和过滤引流器为上下两个带有刻度的空心锥体，上下两端通过内部凹槽嵌合，凹槽表面粘接一圈硅胶垫片保持密封效果，嵌合面中间平铺滤网，进行二次固液分离，分离后的液体通过引流管进入保温收集瓶，引流阀门连接在引流管和长进料管中间，控制液体流动，过滤引流器凸嘴与接泵三通阀连接，与控氧系统形成贯通。
11.本发明的一种便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置的取样方法，步骤如下：
12.步骤1：根据需求选择取样针长度和滤网目数；
13.步骤2：进行系统连接确保系统的密封性；
14.步骤3：对系统进行控氧，包括抽真空和氮气冲洗，重复三次操作，确保厌氧环境；
15.步骤4：开始取样并对样品过滤；
16.步骤5：对堵塞在滤网上部的液体进行抽滤收集，进行二次控氧；
17.步骤6：根据取样需求进行循环收集与系统的关闭；
18.步骤7：自动化控制取样过程。
19.所述的步骤1中取样针处滤网网孔尺寸为1.40mm，目数为14目，过滤器处滤网最大孔径为0.180mm，目数为80目，取样针通过螺纹卡合的方式加长或缩短。
20.所述的步骤2中系统连接首先连接恒温控制系统，打开电源，将加热/保温套预热时间为t0，观察温度控制器示数，达到预设温度39℃。
21.所述的步骤3对系统进行控氧，包括如下步骤：
22.步骤3-1，系统抽真空；
23.步骤3-2，氮气冲洗创造厌氧环境。
24.所述的步骤3-1，系统抽真空具体步骤包括：关闭氮气阀，取样控制阀；打开抽滤阀门、气体控制阀、引流阀，启动微型真空泵；待整个取样系统接近真空时(通过真空泵表盘读数确定)，关闭真空泵7开关，系统保持真空状态；整个系统初始抽取真空的时间为t1＝v/p1，式中v＝v0+v1+v2；v0为所有管道的体积，v1为保温收集瓶的体积，v2为过滤器的体积；
25.所述的步骤3-2，氮气冲洗创造厌氧环境具体步骤包括：打开氮气阀，n2进入保温收集瓶并充盈整个管道(真空泵表盘指针归零表示冲洗完成)；关闭氮气阀、抽滤阀门、气体控制阀；氮气冲洗的时间为t2，式中t2＝v/q1，式中q1为单位体积但氮气流量；
26.所述的步骤4，开始取样并对样品过滤，包括如下步骤：
27.步骤4-1，使用微型动力型双管液泵抽取样品；
28.步骤4-2，滤网上方的液体抽滤；
29.所述的步骤4-1，液泵抽取样品具体步骤包括：打开微型动力型双管液泵，打开取样控制阀、气体控制阀；将取样部件插入原料口；当液体样品液面到达过滤器集液瓶的刻度时，关闭微型动力型双管液泵、取样控制阀和气体控制阀；记录抽取混合物a ml中能直接通过滤网的体积为a
1 ml，微型动力型双管液泵抽取的时间为t3＝a/p2；抽取的菌液一部分透过滤网进入保温收集瓶，另一部分堵塞在滤网的上端，液体样品液面到达过滤器集液瓶的刻度时，说明下渗的速度受到了限制，记录v4＝(a-a1)的时间t4；则关闭微型动力型双管液泵和取样控制阀和气体控制阀，v3为过滤器滤网到上端刻度线的体积，v4为引流阀到下端刻度线的体积。
30.所述的步骤4-2，滤网上方的液体抽滤具体步骤包括：打开抽滤阀门；再次打开微型真空泵；抽取过滤引流器的气体；将液体抽滤至过滤引流器的刻度；随后关闭微型真空泵，使用微型真空泵抽取滤网上方液体的时间为t5＝(v
2-v3)/p1，这很好地解决了液体下渗堵塞而导致流速下降的问题；
31.所述的步骤5抽滤液体的收集，进行二次控氧，具体操作为打开引流阀与气体控制阀，液体通过引流阀进入保温收集瓶，保温收集瓶中的气体通过管道流经气体控制阀，抽滤阀门，进入过滤引流器，在大气压的作用下进一步对整个系统充入氮气，使整个系统内部保持良好的厌氧环境；
32.所述的步骤6根据取样需求进行循环收集与系统的关闭，观察待液体不再继续下滴，记时间为t6，关闭引流阀、气体控制阀、抽滤阀门，打开微型动力型双管液泵，打开取样控制阀，重复上述步骤，直至保温收集瓶收集满液体，关闭电源；如需收集较多的菌液，可以更换保温收集瓶和小型氮气瓶进行持续的液体收集，更换完成后，需要重复步骤1-3，保持系统的厌氧环境；
33.所述的步骤7，自动化控制取样过程，主要通过确定阀门和泵开闭时间t
0-t6，对整个系统实现自动化控制，具体包括如下步骤：
34.步骤7-1，预热时间的确定；
35.步骤7-2，抽取真空环境和氮气冲洗时间的确定；
36.步骤7-3，抽取样品时间的确定；
37.步骤7-4，抽滤时间的确定；
38.步骤7-5，系统关闭时间的确定。
39.所述的步骤7-1，预热时间的确定，具体步骤包括：连接整个系统；接通电源；加热/保温套开始运行；t0后，控制系统自动打开引流阀、气体控制阀、抽滤阀门、微型真空泵，其他部件正常保持关闭状态。
40.所述的步骤7-2，抽取真空环境和氮气冲洗时间的确定，具体步骤包括：时间为t1时，自动打开氮气阀；时间达到t2时，关闭氮气阀、气体控制阀、抽滤阀门，同时打开微型动力型双管液泵和取样控制阀。
41.所述的步骤7-3，抽取样品时间的确定，具体步骤包括：抽取样品时间为t4时，关闭微型动力型双管液泵、取样控制阀、引流阀，打开抽滤阀门和微型真空泵。
42.所述的步骤7-4，抽滤时间的确定，具体步骤包括：抽滤时间为t5时，关闭微型真空泵；再次通过控制系统自动打开引流阀和气体控制阀。
43.所述的步骤7-5，系统关闭时间的确定，具体步骤包括：时间为t6时，关闭所有阀
门；取样过程完成，重复取样可通过控制系统实现连续操作。
44.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
45.1、本发明的便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置使整个取样环境保持良好的厌氧状态，最大限度降低了目标菌种在整个取样过程中的污染；
46.2、通过温度控制系统精确控温，使温度维持在菌种最适的生存温度范围内，最大限度地保持了菌种的活性；
47.3、在取样过程实时双重过滤，避免了使用过程重新过滤再次与空气接触对菌群活性的不利影响；
48.4、使用微型动力型双管液泵，微型真空泵等部件，并通过控制系统对阀门开关自动控制，实现取样自动化，提高了取样效率，克服了传统注射器取样存在微型动力不足的问题；
49.5、本发明的取样方法设计灵活，可根据不同实验需要调节取样针长度、收集瓶大小、小型氮气瓶容量、温度范围等，便于拆卸和组装，方便清洁，可反复使用，降低使用成本，节能高效；对外界环境条件要求较低，可广泛用于对温度和厌氧环境有严格要求样品的取样；
附图说明
50.图1为本发明的便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置的结构示意图；
51.图2为本发明的便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置的控温系统图；
52.图3为本发明的便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置的控氧系统图；
53.图4为本发明的便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置的取样系统图；
54.图5为本发明的便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置的过滤收集系统图；
55.图6为本发明的系统操作流程图；
56.图7为本发明的系统抽真空示意图；
57.图8为本发明的系统氮气冲洗示意图；
58.图9为本发明的液泵抽取样品示意图
59.图10为本发明的堵塞样品抽滤示意图；
60.图11为本发明的抽滤液体收集与二次控氧示意图；
61.图12为本发明的取样后培养过程菌群丰富度变化分布图。
62.图中：a-控温系统；b-控氧系统；c-取样系统；d-过滤收集系统；1-移动电源；2-温度控制器；3-加热/保温套；4-保温收集瓶；5-进排气管；6-进料管；7-微型真空泵；8-接泵三通阀；9-抽滤阀门；10-气体控制阀；11-短管三通阀；12-氮气阀；13-小型氮气瓶；14-微型动力型双管液泵；15-取样控制阀；16-取样针；17-原料口；18-液泵连接管；19-过滤器集液瓶；20-滤网；21-过滤引流器凸嘴；22-过滤引流器；23-引流管；24-引流阀。
具体实施方式
63.参阅图1所示，本发明的一种便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置，包括控温系统a、控氧系统b、取样系统c、过滤收集系统d；
64.所述的控温系统a、控氧系统b、取样系统c与过滤收集系统d通过硅胶管道连接，通过各系统中阀门的开闭控制，完成空气和氮气在整个系统内部的贯通以及液体的收集；
65.参阅图2所示，所述的控温系统a包括可移动电源1、温度控制器2、加热/保温套3、保温收集瓶4、进排气管5和进料管6；温度控制器2通过可移动电源1供电，加热/保温套3底部为加热底盘，四周为双层保温膜嵌套，电阻丝均匀分布在保温膜内部，温度控制器2实时监测底盘温度值，自动调控至目标温度39℃。取样开始前先进行预热，使温度达到预设温度；加热保温套3嵌套在保温收集瓶4外部，保温收集瓶4瓶口为盖管一体式，短管为进排气管5，通过硅胶软管与短管三通阀11连接，长管为进料管6，与引流管23通过硅胶软管贯通。
66.参阅图3所示，所述的控氧系统b包括微型真空泵7、接泵三通阀8、抽滤阀门9、气体控制阀10、短管三通阀11、氮气阀12和小型氮气瓶13；接泵三通阀8其中一端与微型真空泵7通过管道连接，一端与抽滤阀门9连接，另一端连接硅胶软管与短管三通泵11贯通，抽滤阀门9另一端通过硅胶软管与过滤引流器凸嘴21连接通向过滤系统，短管三通泵11一端与氮气阀12连接，小型氮气瓶13的气流状态通过氮气阀12控制，剩余的一端与进排气管5贯通。
67.参阅图4所示，所述的取样系统c包括微型动力型双管液泵14、取样控制阀15、取样针16和原料口17；取样针16一端斜切面插入原料口17进行取样，斜切面增大了取样面积，另一端与取样控制阀15连接，其中取样针部件16可通过螺纹端口调节长度，同时与斜切面另一端连接的取样针管在连接处卡合滤网，在取样过程进行初次过滤，取样控制阀15另一侧端口通过硅胶软管与微型动力型双管液泵14贯通，将取样后的样品通过液泵连接管道18输送至过滤器集液瓶19。
68.参阅图5所示，所述的过滤收集系统d包括液泵连接管18、过滤器集液瓶19、滤网20、过滤引流器凸嘴21、过滤引流器22、引流管23和引流阀24；过滤器集液瓶19和过滤引流器22为上下两个带有刻度的空心锥体，上下两端通过内部凹槽嵌合，凹槽表面粘接一圈硅胶垫片保持密封效果，嵌合面中间平铺滤网20，进行二次固液分离，分离后的液体通过引流管进入保温收集瓶4，引流阀门24连接在引流管23和长进料管中间，控制液体流动，过滤引流器凸嘴21与接泵三通阀9连接，与控氧系统b形成贯通。
69.参阅图6，本发明的一种便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样装置的取样方法，步骤如下：
70.步骤1：根据需求选择取样针长度和滤网目数；
71.步骤2：进行系统连接确保系统的密封性；
72.步骤3：对系统进行控氧，包括抽真空和氮气冲洗，重复三次操作，确保厌氧环境；
73.步骤4：开始取样并对样品过滤；
74.步骤5：对堵塞在滤网上部的液体进行抽滤收集，进行二次控氧；
75.步骤6：根据取样需求进行循环收集与系统的关闭；
76.步骤7：自动化控制取样过程。
77.所述的步骤1中取样针16处滤网网孔尺寸为1.40mm，目数为14目，过滤器处滤网最大孔径为0.180mm，目数为80目，取样针通过螺纹卡合的方式加长或缩短。
78.所述的步骤2中系统连接首先连接恒温控制系统，打开电源，将加热/保温套预热时间为t0，观察温度控制器2示数，达到预设温度39℃。
79.所述的步骤3对系统进行控氧，包括如下步骤：
80.步骤3-1，系统抽真空；
81.步骤3-2，氮气冲洗创造厌氧环境。
82.参阅图7所示，所述的步骤3-1，系统抽真空具体步骤包括：关闭氮气阀12，取样控制阀15；打开抽滤阀门9，气体控制阀10，引流阀24，启动微型真空泵7；待整个取样系统接近真空时(通过真空泵表盘读数确定)，关闭真空泵7开关，系统保持真空状态；整个系统初始抽取真空的时间为t1＝v/p1，式中v＝v0+v1+v2；v0为所有管道的体积，v1为保温收集瓶的体积，v2为过滤器的体积；
83.参阅图8所示，所述的步骤3-2，氮气冲洗创造厌氧环境具体步骤包括：打开氮气阀12，n2进入保温收集瓶4并充盈整个管道(真空泵表盘指针归零表示冲洗完成)；关闭氮气阀12、抽滤阀门9、气体控制阀10；氮气冲洗的时间为t2，式中t2＝v/q1，式中q1为单位体积但氮气流量；
84.所述的步骤4，开始取样并对样品过滤，包括如下步骤：
85.步骤4-1，使用微型动力型双管液泵14抽取样品；
86.步骤4-2，滤网上方的液体抽滤；
87.参阅图9所示，所述的步骤4-1，液泵抽取样品具体步骤包括：打开微型动力型双管液泵14，打开取样控制阀15、气体控制阀10；将取样部件插入原料口17；当液体样品液面到达过滤器集液瓶19的刻度时，关闭微型动力型双管液泵14、取样控制阀15和气体控制阀10；记录抽取混合物a ml中能直接通过滤网的体积为a
1 ml，微型动力型双管液泵14抽取的时间为t3＝a/p2；抽取的菌液一部分透过滤网20进入保温收集瓶4，另一部分堵塞在滤网20的上端，液体样品液面到达过滤器集液瓶19的刻度时，说明下渗的速度受到了限制，记录v4＝(a-a1)的时间t4；则关闭微型动力型双管液泵14和取样控制阀15和气体控制阀10，v3为过滤器滤网20到上端刻度线的体积，v4为引流阀24到下端刻度线的体积。
88.参阅图10所示，所述的步骤4-2，滤网上方的液体抽滤具体步骤包括：打开抽滤阀门9；再次打开微型真空泵7；抽取过滤引流器22的气体；将液体抽滤至过滤引流器22的刻度；随后关闭微型真空泵7，使用微型真空泵7抽取滤网20上方液体的时间为t5＝(v
2-v3)/p1，这很好地解决了液体下渗堵塞而导致流速下降的问题；
89.参阅图11所示，所述的步骤5抽滤液体的收集，进行二次控氧，具体操作为打开引流阀24与气体控制阀10，液体通过引流阀24进入保温收集瓶4，保温收集瓶4中的气体通过管道流经气体控制阀10、抽滤阀门9，进入过滤引流器22，在大气压的作用下进一步对整个系统充入氮气，使整个系统内部保持良好的厌氧环境；
90.所述的步骤6根据取样需求进行循环收集与系统的关闭，观察待液体不再继续下滴，记时间为t6，关闭引流阀24、气体控制阀10、抽滤阀门9，打开微型动力型双管液泵14，打开取样控制阀15，重复上述步骤，直至保温收集瓶4收集满液体，关闭电源；如需收集较多的菌液，可以更换保温收集瓶4和小型氮气瓶13进行持续的液体收集，更换完成后，需要重复步骤1-3，保持系统的厌氧环境；
91.所述的步骤7，自动化控制取样过程，主要通过确定阀门和泵开闭时间t
0-t6，对整
个系统实现自动化控制，具体包括如下步骤：
92.步骤7-1，预热时间的确定；
93.步骤7-2，抽取真空环境和氮气冲洗时间的确定；
94.步骤7-3，抽取样品时间的确定；
95.步骤7-4，抽滤时间的确定；
96.步骤7-5，系统关闭时间的确定。
97.所述的步骤7-1，预热时间的确定，具体步骤包括：连接整个系统；接通电源；加热/保温套3开始运行；t0后，控制系统自动打开引流阀24、气体控制阀10、抽滤阀门9、微型真空泵7，其他部件正常保持关闭状态。
98.所述的步骤7-2，抽取真空环境和氮气冲洗时间的确定，具体步骤包括：时间为t1时，自动打开氮气阀12；时间达到t2时，关闭氮气阀12、气体控制阀10、抽滤阀门9，同时打开微型动力型双管液泵14和取样控制阀15。
99.所述的步骤7-3，抽取样品时间的确定，具体步骤包括：抽取样品时间为t4时，关闭微型动力型双管液泵14、取样控制阀15、引流阀24，打开抽滤阀门9和微型真空泵7。
100.所述的步骤7-4，抽滤时间的确定，具体步骤包括：抽滤时间为t5时，关闭微型真空泵7；再次通过控制系统自动打开引流阀24和气体控制阀10。
101.所述的步骤7-5，系统关闭时间的确定，具体步骤包括：时间为t6时，关闭所有阀门；取样过程完成，重复取样可通过控制系统实现连续操作。
102.参阅图12所示，对取样后菌群进行模拟培养，对比菌群数量的生长，证明了本发明的有效性。
103.本发明的工作过程和原理：
104.参阅图1和图6所示，通过硅胶软管将进料管6和引流管23连接，贯通控温系统a和过滤收集系统d，进排气管5通向短管三通阀11，同时抽滤阀门9和过滤引流器凸嘴21连接，形成控温系统a，控氧系统b和过滤收集系统d的内循环系统，取样系统c中微型动力型双管液泵14管道与过滤器集液瓶19连接，使整个系统连接成一个整体。
105.系统连接完成后，打开电源，将加热/保温套3预热，温度控制器2示数达到预设温度39℃，用微型真空泵7抽取真空环境，真空泵7盘示数显示接近-0.1mpa，则说明系统连接气密性良好；
106.参阅图7至图9所示，首先通过自动控制装置关闭氮气阀12，取样控制阀15，打开引流阀24，抽滤阀门9，气体控制阀12，启动微型真空泵7，随着真空泵内部正负压的变化，使系统内部的气体沿着管道流向泵体排出，待真空计表盘示数接近-0.1mpa，系统内形成真空环境，关闭微型真空泵7，打开小型氮气瓶13，由于系统内部保持真空状态，集气袋中的氮气在外界大气压的作用下充盈至整个系统，待真空泵示数恢复开始数值，氮气冲洗结束，关闭氮气阀12，取样控制阀，打开引流阀24，抽滤阀门9，气体控制阀12，重复三次。随后打开微型动力型双管液泵14，打开取样控制阀15，引流阀24，将取样针16插入原料口，在微型动力型双管液泵的微型动力作用下，样品通过取样针16和管道进入过滤器，在滤网20的过滤作用下，部分液体直接流入保温收集瓶4，剩余部分液体被堵塞至滤网上方，过滤器下部的氮气和保温收集瓶中的气体被迫压缩，气体密度变大，关闭取样控制阀15，引流阀24。
107.参阅图10至图11所示，打开抽滤阀门9，打开微型真空泵7，在微型真空泵7的作用
下，过滤引流器22的气体优先被排出，与过滤器滤网20上方形成压力差，滤网上方的液体被压入过滤器下部，同时微型真空泵7内部的压力差促进了液体的下渗，使得堵塞在滤网上方的液体积累在过滤引流器22刻度值，关闭微型真空泵7，打开引流阀24，气体控制阀12，液体流入保温收集瓶，随着样品流出的过程，保温收集瓶4中被压缩的气体顺着管道重新对过滤器进行冲洗，创造厌氧环境，同时在气流的作用下液体流动速度增大，不足的气压部分通过小型氮气瓶13补充，直至微型真空泵7示数恢复到初始值，则系统厌氧，第一次取样完成，待液体不再继续下滴，关闭引流阀24，气体控制阀12，抽滤阀门9，打开微型动力型双管液泵，打开取样控制阀，重复上述步骤，直至收集满。
108.参阅图12示，为本发明过程所述的便携式反刍动物瘤胃微生物恒温厌氧自动取样的菌群培养过程中菌群数量变化拟合曲线s1，直接管道取样后菌群在相同条件下培养作为对比获得拟合曲线s2。培养初期，前者的菌群生长滞留期较短，率先经过对数生长期达到稳定期，而直接管道取样后的菌群生长滞留期相对较长，这是因为由于取样过程没有保持菌群生长的最适温度和厌氧环境，使菌群活性下降，恢复期较长。
109.细菌分裂单次时间为其中b为开始培养时细菌数，c为经过t时间后的细胞数，c＝b*2n；n为细菌分裂代数，t为细菌分裂总时间。单次分裂时间越短，一定时间内分裂的次数越多，即分裂速度快，生长率高，曲线上升斜率大。图中s1和s2在对数生长期趋势相似，但由于s2在培养过程中滞留期好氧菌的繁殖，在后续培养过程中由于持续缺氧，好氧菌失活，厌氧菌繁殖趋势同s1一致，总菌群数量(厌氧菌+好氧菌＝失活菌群+活性菌群＝总菌数)在稳定期高于s1，这说明保持相同的活性，直接管道取样方法耗费时间较长同时需要的营养底物较多，一部分供好氧菌消耗，本发明避免了此类问题。