专利名称：食用菌液体菌种培养接种一体化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种食用菌液体菌种培养接种一体化装置，属于机械制造技术领域，它主要用于食用菌液体菌种自动培养和自动接种生产。
背景技术：
目前国内外食用菌生产企业和农户，利用液体菌种生产食用菌还很少。其中，利用液体菌种生产食用菌的企业，其菌种培养和接种装置一般单独配置，相对独立，一方面自动化程度低，另一方面菌种从培养罐引入到接种设施容易引起污染。目前高效无污染自动接种装置缺乏，主要采用人工方式进行液体菌种接种。人工接种不但劳动强度大，生产成本高，而且生产过程中容易产生二次污染，严重影响菌种质量和生产。现有接种设施(包括接种装置、接种机、接种枪或接种器)主要有两大类一类是自动化程度高，但结构复杂，成本高装置，如日本精机株式会社在中国申请的01803101.3专利《液体菌种接种装置》，连云港国鑫医药设备有限公司申请的03277859.7专利和200320110460.7专利《液体菌种接种装置》，主要考虑了培养瓶盖打开和盖实装置，设备加工制造要求高，制造成本高，易使瓶盖和瓶损坏，使用成本高。这类装置一方面经济上不能适应目前国内大多数食用菌生产企业和农户的经济承受能力；另一方面，在工艺上也不能满足目前袋装生产食用菌要求。另一类是自动化程度低，人工劳动程度大装置，如87209482专利《袋栽食用菌液体菌种多管接种器》、92105810.1专利《食用菌液体菌种接种工具与工艺》、200410018344.1专利《增氧式液体菌种的生产接种方法和装置》，03240199.X专利《液态菌种制种接种机》，存在灭菌效果差、容易二次污染、接种量控制困难、定量不准等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的不足，提供一种食用菌液体菌种培养和接种一体化装置。利用该装置可以按照消毒灭菌工艺要求对培养和接种装置一起进行自动高压高温灭菌处理，按照液体菌种培养工艺要求进行培养环境(温度、PH值和溶氧含量等)自动控制，按照接种量和接种方式(表面布种或插入布种)要求，将液体菌种均匀接入袋装或瓶装培养基中。
本发明公开一种食用菌液体菌种培养接种一体化装置，在现有食用菌液体菌种培养罐上，有温度检测及加热控制装置、pH值检测装置、溶氧检测装置、气压检测装置、液位检测装置及与这些装置相连的控制部分，其特征是菌液出管经过电磁液压阀通过三通接头与接种定量部分和接种枪部分连接，进气管通过气压电磁阀和高压洁净空气或者蒸汽相连，培养罐水加热层进水管通过三通接头和电磁阀，也与高压洁净空气部分相连。这样利用培养罐加热装置产生高温蒸汽可以直接对培养罐和接种装置一起进行密封高压高温消毒灭菌，并且保持密封直到使用，不容易产生二次污染。
本发明所述接种定量部分由定量室、可调节定量的活塞、气体进出电磁阀和气体三通接头组成。接种枪部分由软管以及接种控制电磁阀、接种枪座、可更换的接种嘴和接种嘴盖组成。接种枪座可以通过手柄手工接种，也可以由气缸驱动自动接种。接种嘴可以是适于表面布种的平头型，也可以是适于插入布种的尖头型，在接种嘴上均匀布有小孔，以便布种均匀。
本发明所述的平头接种嘴或者尖头接种嘴下方是接种工作台或者自动输送机，在其上设有待接种袋装或瓶装培养基，通过在现有的罐装生产线输送机基础上进行改装，按生产节拍要求与定量部分和接种枪部分进行协调控制。
本发明所述的控制部分，可以是传统手工电气控制系统或者PLC自动控制系统。通过对气压电磁阀、液压电磁阀、接种驱动气缸控制阀和输送机驱动电机启动/停止电气控制或者PLC控制，完成装置灭菌、液体菌种培养和液体菌种接种等工艺过程。
本发明与现有技术相比，液体菌种培养和接种装置灭菌一体化，灭菌、培养、接种生产自动化程度高，不容易产生污染；接种量可调节、控制准确；接种方式可以是表面布种，也可以是插入布种；装置可以手工操作也可以自动操作；结构紧凑、简单，成本低；既适合农户小批量液体菌种培养接种，也适合生产企业大批量液体菌种自动培养接种，便于推广应用。
图1为本发明液体菌种培养接种一体化装置结构示意图。
图中包括出水管与阀1，培养罐体2，进水电磁阀3，三通接头4，出气管及电磁阀5，蒸汽管及电磁阀6，三通接头7，高压进气总管及电磁阀8，空气过滤器9，三通接头10，进气管及电磁阀11，压力表12，菌液进管及电磁液压阀13，菌液出管及电磁液压阀14，接种定量部分15，净气进气管及电磁阀16，气三通接头17，定量室18，活塞19，排气管及电磁阀20，三通接头21，接种枪部分22，接种控制液压电磁阀23，软管24，气缸25，操作手柄及接种控制开关26，接种枪座27，平头接种嘴28，尖头接种嘴29，嘴盖30，袋装或瓶装培养基31，接种工作台或者自动输送机32，电气控制箱或者PLC控制箱33，操作按钮和开关34。
具体实施例方式
食用菌液体菌种培养接种一体化装置，如图所示。它设有常规的培养罐体2，在其上设有温度检测及加热控制装置、pH值检测装置、溶氧检测装置、气压检测装置、液位检测装置。培养罐体2上还设有进气管及电磁阀11、出气管及电磁阀5、菌液进管及电磁液压阀13、菌液出管及电磁液压阀14。培养罐2水加热层出水管与阀1连接，进水管通过三通接头4分别与进水电磁阀3、蒸汽管及电磁阀6相连接。蒸汽管及电磁阀6通过三通接头7与高压进气总管及电磁阀8、空气过滤器9连接。空气过滤器9通过三通接头10分别与电磁阀11、电磁阀16连接，提供高压洁净空气或者蒸汽。
菌液出管及电磁液压阀14通过三通接头21与接种定量部分15的定量室18和接种枪部分22的接种控制液压电磁阀23连接。接种定量部分15的定量室18内设有活塞19，通过调节活塞19厚度，可调节充满定量室18的菌液容量。定量室18另一头通过气三通接头17分别与净气进气管及电磁阀16和排气管及电磁阀20相连接。接种枪部分22的接种控制液压电磁阀23通过软管24与接种枪座27连接，接种枪座27中部设有操作手柄及接种控制开关26，操作手柄26可以手工操作，也可以由气缸25驱动，接种枪座27另一端接可更换接种嘴(平头接种嘴28或者尖头接种嘴29)。平头接种嘴28适于表面布种，尖头接种嘴29适于插入布种。在接种嘴上均匀布有小孔，以便布种均匀。在接种嘴上可以通过螺纹旋上嘴盖30，以便在高温灭菌时密封接种嘴，在平时不接种时防止接种嘴污染。在接种枪部分22的正下方是接种工作台或者自动输送机32，在其上是待接种袋装或瓶装培养基31。
在接种工作台或者自动输送机32下方有电气控制箱或者PLC控制箱33，在接种工作台或者自动输送机32上设有操作按钮和开关34。按照工艺节拍要求控制操作按钮和开关34和操作手柄上接种控制开关27，通过对气压电磁阀、液压电磁阀、接种气缸控制阀和输送机驱动电机等启动或者停止电气控制或者PLC控制，实现装置灭菌、液体菌种培养和液体菌种接种等工艺过程。
装置灭菌、液体菌种培养和液体菌种接种等工艺过程如下(1)装置高温灭菌工艺过程第一步，关闭电磁阀1、电磁阀6，打开进水电磁阀3，并接自来水，控制培养罐2水加热层水到一定高度，关闭电磁阀3。
第二步，关闭电磁阀5、电磁阀8、电磁阀13、电磁阀20，并拧上接种嘴盖30，打开电磁阀6、电磁阀11、电磁阀14、电磁阀16、电磁阀23，接通培养罐加热电阻丝电源加温，直到水沸腾并产生高温水蒸气，压力表12达到一定气压，控制电磁阀5、电磁阀8、电磁阀13或者电磁阀20使高温水蒸气在一定气压下保持一定时间。
第三步，高温水蒸气自然冷却，使装置冷却到常温，完成消毒工作。
(2)装置输入培养液、菌种母液或pH值调节液工艺过程第一步，将具有高压的培养液罐、菌种母液罐或pH值调整液罐连接到菌液进管及其电磁液压阀13，并打开电磁液压阀13、电磁阀5，在一定流量一定时间内通过高压压入培养罐一定量液体。
第二步，关闭电磁阀5、电磁阀13，完成进液工作。
(3)装置增加溶氧含量或增加气压工艺过程第一步，关闭电磁阀6、电磁阀13、电磁阀16、电磁阀14，将高压新鲜空气接入高压进气总管及电磁阀8。
第二步，打开电磁阀8、电磁阀11，将消毒过滤高压洁净空气引入培养罐培养液中，增加溶氧含量和气压。通过控制电磁阀5，使罐体内(压力表12)保持一定气压，直到溶氧含量达到一定值。
第三步，关闭电磁阀8、电磁阀11和电磁阀5，完成增加溶氧含量或增加气压工作。
(4)装置接种工艺过程第一步，关闭电磁阀5、电磁阀6、电磁阀13、电磁阀16、电磁阀23，将高压新鲜空气接入高压进气总管及电磁阀8。
第二步，打开电磁阀8、电磁阀11，将消毒过滤高压洁净空气引入培养罐培养液中，增加气压。通过控制电磁阀5，使罐体内(压力表12)保持接种要求气压。拧开接种嘴盖30。
第三步，打开电磁阀14和排气电磁阀20，关闭电磁阀16和电磁阀23，通过高压净气将菌种液充满定量室。此时活塞向上运动到上位。
第四步，将接种嘴28或者29对准并插入袋或瓶装培养基31的口。关闭电磁阀14和排气电磁阀20，打开电磁阀16和电磁阀23，通过高压净气将定量室内菌种液排入培养袋或瓶内，定量活塞向下运动到下位。
第五步，关闭电磁阀16和电磁阀23，完成一次接种工作。重复第三步到第五步依次对其它袋或瓶装培养基接种。
第六步，接种过程中暂停接种工作，或者接种结束，及时将接种嘴盖30拧上察干净的接种嘴28或者29。
权利要求
1.一种食用菌液体菌种培养接种一体化装置，在现有食用菌液体菌种培养罐(2)上，设有温度检测及加热控制装置、pH值检测装置、溶氧检测装置、气压检测装置、液位检测装置及与这些装置相连的控制部分，其特征在于菌液出管及电磁液压阀(14)通过三通接头(21)与接种定量部分(15)和接种枪部分(22)连接，进气管及电磁阀(11)通过三通接头(10)和产生高压洁净空气或者蒸汽的空气过滤器(9)连接，培养罐(2)水加热层进水管通过三通接头(4)和电磁阀(3)、电磁阀(6)连接，空气过滤器(9)和电磁阀(6)通过三通接头(7)与高压进气总管及电磁阀(8)连接。
2.根据权利要求1所说的一种食用菌液体菌种培养接种一体化装置，其特征在于接种定量部分(15)由净气进气管及电磁阀(16)，气三通接头(17)，定量室(18)、可调节定量的活塞(19)、排气管及电磁阀(20)组成，净气进气管及电磁阀(16)通过三通接头(10)和产生高压洁净空气或者蒸汽的空气过滤器(9)连接。
3.根据权利要求1所说的一种食用菌液体菌种培养接种一体化装置，其特征在于接种枪部分(22)由接种控制液压电磁阀(23)，软管(24)，气缸(25)，接种枪座(27)，操作手柄及接种控制开关(26)，平头接种嘴(28)或者尖头接种嘴(29)，嘴盖(30)组成，接种枪座(27)上方通过软管(24)与接种控制液压电磁阀(23)连接，接种枪座(27)下方与接种嘴(28或29)连接，接种枪座(27)中部设有操作手柄及接种控制开关(26)，在接种嘴(28或29)上均匀布有小孔，并设有与嘴盖(30)相配的螺纹。
全文摘要
本发明公开一种食用菌液体菌种培养接种一体化装置，涉及机械制造技术领域，主要用于食用菌液体菌种自动培养和自动接种生产。其特征在于培养罐体2经过菌液出管及电磁阀14通过三通接头21与接种定量部分15和接种枪部分22连接；接种定量部分15主要是定量室16，内有厚度可调节活塞17，调节接种量；接种枪部分22包括电磁阀23、软管24、气缸25、操作手柄26、接种枪座27、平头接种嘴28或者尖头接种嘴29、嘴盖30等，对袋装或瓶装培养基31实现手工或者自动表面布种或者插入布种；装置由传统电气控制或者PLC控制33，通过操作按钮34，实现人工或者自动消毒灭菌、进培养液、培养环境控制、接种等工艺过程。
文档编号C12M3/00GK1800339SQ20051009461
公开日2006年7月12日 申请日期2005年9月29日 优先权日2005年9月29日
发明者李萍萍, 张西良, 胡永光, 陈娟, 毛翠云 申请人:江苏大学